2023年10月19日，《Neuron》期刊发表了中国科学院神经科学研究所的一项研究，题为“Rapsyn与Calpain的相互作用稳定神经肌肉接头处的AChR聚集”。该研究由突触信号实验室的研究生陈飞和钱磊在罗振革博士的指导下完成。

神经肌肉接头是运动神经元与骨骼肌纤维之间形成的突触结构。在这一过程中，乙酰胆碱受体（AChRs）在突触后膜上聚集，确保神经信号的高效传递。AChR的聚集是一个动态过程，新生的AChR聚集体在运动神经元分泌的糖蛋白agrin和AChR相关蛋白rapsyn的作用下得以稳定。同时，运动神经元释放的负向信号会分散未被神经支配的聚集体，从而优化突触处的AChR分布。遗传学研究表明，乙酰胆碱（ACh）可能作为一种负向信号，参与这一过程。然而，其具体机制尚不清楚。

罗博士团队的研究发现，钙依赖性蛋白酶calpain在胆碱能刺激下被激活，并参与诱导AChR聚集体的分散。更为重要的是，研究表明，AChR相关蛋白rapsyn能够以agrin依赖的方式与calpain相互作用，并抑制其酶活性。破坏内源性rapsyn与calpain的相互作用会增强胆碱能刺激引起的AChR聚集体分散。此外，在agrin突变小鼠中，通过过表达内源性calpain抑制剂calpastatin或注射细胞可渗透的calpain抑制剂calpeptin，可以部分恢复AChR聚集体的丢失。

这项研究揭示了ACh通过激活calpain来破坏AChR聚集的关键信号机制，同时发现了rapsyn在调控AChR聚集和神经肌肉接头形成中的新功能。这一发现为进一步研究神经肌肉疾病提供了新的视角。

该研究得到了中国科学院、国家自然科学基金、上海科技发展基金、“973”计划以及中国国家重点研究计划的资助。

图例：ACh激活calpain以破坏AChR聚集。Agrin通过增强rapsyn与calpain的相互作用抑制calpain活性，从而稳定神经肌肉接头处的AChR聚集。