在最近一期的《神经元》（Neuron）杂志上，中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所的段树民教授率领团队对沉默突触的突触前活化机制提出了新的解释。这是中国科学家首次在国际顶级期刊《神经元》上作为封面文章发表。文章的三位审稿人一致给予高度评价，并在本期杂志上专门为这篇文章撰写了综述。

沈万华、吴蓓等研究人员发现了一类与传统认识不同的沉默突触。此类沉默突触既不含NMDA受体，也不含AMPA受体，但可以被神经元电活动依赖的突触前刺激快速诱导活化。这一快速成熟的过程是由突触前BDNF/Cdc42信号介导的肌动蛋白聚合完成的。这一发现有助于解释神经元发育过程中突触活化的机制，并为长时程增强（LTP）的形成提供了新的解释方向，为学习与记忆的形成和神经环路的调节提供了神经基础。

欣闻段树民所在的突触发育与可塑性研究组最近又有一篇文章被《科学》（Science）杂志接受，在此表示热烈祝贺！

研究背景与意义

突触前递质释放装置的发育成熟和突触后受体的转运是中枢神经系统突触发育过程中非常重要的两个方面。普遍认为，在神经元的发育早期，大多数突触后膜上只含NMDA受体而不含AMPA受体。随着神经系统的发育成熟，AMPA受体的转运上膜后才有大量功能性突触的产生。研究者习惯将只含NMDA受体的突触定义为沉默突触（silent synapse）。大量研究表明，AMPA受体的上膜所导致的沉默突触活化机制也是LTP形成的神经基础，沉默突触的形成和活化机制研究在神经可塑性领域已受到很大重视，阐明沉默突触的活化过程也为研究LTP相关的学习记忆提供了基本条件。虽然突触前在沉默突触活化过程中的作用也已得到重视，但其具体的活化机制和介导的信号通路尚不清楚。

研究方法与发现

研究团队运用双膜片钳技术同时记录两个培养的海马神经元，发现了一类与传统认识不同的沉默突触，即该类突触既没有NMDA受体介导的反应，也没有AMPA受体介导的反应。当在突触前注入θ爆发刺激（TBS）后，能快速诱导此类沉默突触转化为功能性突触，并进一步揭示这种转变需要突触前BDNF/Cdc42信号的参与。为进一步探索这种转变的分子机制，研究人员用FM4-64标记实验证明了突触前有新的功能性囊泡增加，此过程与Cdc42介导的突触前肌动蛋白微丝聚合有关。肌动蛋白-YFP荧光变化的动态观察实验证实了这种突触前活性依赖的肌动蛋白聚合可以被BDNF及Cdc42信号通路的阻断剂阻断。FM4-64标记的功能性囊泡与突触前囊泡蛋白SNP的共定位实验结果表明，电场刺激或BDNF诱导的功能性囊泡增加是因为促进了准备释放囊泡库处的囊泡成熟。电镜实验进一步直接观察到了电活动依赖的活性带区可释放囊泡的增加。

结论

综上所述，本文发现了一类与传统认识不同的沉默突触。此种沉默突触既不含NMDA受体，也不含AMPA受体，可以被神经元电活动依赖的突触前刺激快速诱导活化，这一快速成熟的过程是由突触前BDNF/Cdc42信号介导的肌动蛋白聚合完成的。因此，本文揭示了神经发育过程中沉默突触活化的新机制，对进一步研究突触发育以及神经回路的形成具有重要的指导意义。

参考文献

Shen W, Wu B, Zhang Z, et al. Activity-induced rapid synaptic maturation mediated by presynaptic Cdc42 signaling. Neuron, 2006, 50(3): 401-414.