大家好，今天给大家分享一篇nature上的文章，本文通讯作者是来自杜克大学的Scott H. Soderling教授，Cagla Eroglu教授和Tetsuya Takano。Scott H. Soderling教授课题组研究方向为细胞突触生物学，Cagla Eroglu教授课题组的研究方向为突触连接间的分子机理。

中枢神经系统的大部分突触都被星形细胞包裹，在突触中星形胶质细胞控制基础的突触传递，神经调节，离子平衡与神经递质清除。星形胶质细胞与突触的发展也是相互依存的，由分泌因子和细胞黏附分子介导的动态双向细胞间交流调控。但目前缺少合适的生化方法对突触周围星形胶质细胞-神经元信号的分子机制进行研究。为鉴定神经元与星形胶质细胞间的细胞外蛋白，作者基于TurboID发展了iBioID的方法进行研究。

作者利用其发展的GRAPHIC技术将N端与C端的TurboID片段（Split-TurboID）分别引导到神经元与星形细胞的表面，当其靠得足够近的时候会恢复活性。作者也将全长的TurboID引导至星形细胞表面（TurboID-surface），用于星形细胞表面蛋白的生物素化。在小鼠实验中，仅当神经元与星形细胞均表达TurboID片段或星形细胞表达TurboID-surface时才观察到生物素化的发生，并且标记到的蛋白与突触相关，而仅表达一半的TurboID片段则没有生物素化发生。作者对生物素化的蛋白进行了蛋白质组学的分析，排除掉溶液TurboID标记的对照组鉴定到的蛋白后，Split-TurboID和TurboID-surface分别鉴定到173、178个蛋白。两者重合的蛋白包含已知的突触蛋白如钙离子通道辅助亚基、兴奋性突触蛋白等。

神经元与星形细胞的黏附与突触和星形细胞形态的发展有重要作用，作者发现质谱鉴定到的NRCAM被敲除后增加了星形细胞向神经纤维的浸润（由神经纤维渗透量NIV测定），因此选定其为研究对象。作者发现敲除神经元和/或星形细胞的NRCAM均能增加NIV，说明神经元与星形细胞NRCAM间的相互作用抑制了星形细胞向神经纤维的渗透。作者也发现NRCAM的相互作用能促进抑制性突触的形成，将NRCAM表达到HEK293T后与神经元共同培养能异位形成抑制性突触前/突触后接触，而敲除神经元的NRCAM后则没有作用。作者发现小鼠敲除星形细胞的NRCAM后，兴奋性突触数目没有变化，而抑制性突触数目明显减少。敲除神经元的NRCAM也可使抑制性突触数目减少，说明NRCAM连接星形细胞和神经元，通过同质相互作用控制抑制性突触。

本文作者：JGG

责任编辑：CY

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2926-0

原文引用：10.1038/s41586-020-2926-0