《支架蛋白RIM1調控NMDA受體質膜插入的機制及功能研究》是依託浙江大學，由邱爽擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：支架蛋白RIM1調控NMDA受體質膜插入的機制及功能研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：邱爽
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
NMDA受體是腦內重要的興奮性遞質受體，它的運輸受到精確調控並決定突觸上受體的表達量及亞型構成，進而決定突觸功能。以往針對其運輸調控機制的研究主要圍繞受體亞單位分子內序列信號的識別及翻譯後修飾位點的鑑定而展開。但是，NMDA受體與突觸前神經遞質類似，是以囊泡形式運輸，目前尚不清楚含受體的運輸囊泡是如何被調控。我們發現突觸前調控遞質囊泡釋放的核心蛋白RIM1在突觸後也有分布，並特異性地存在於NMDA受體複合物中，抑制RIM1的表達明顯減少NMDA受體膜表面的分布，提示RIM1參與NMDA受體運輸的調控。結合突觸前RIM1在遞質囊泡釋放中的作用，我們提出假設，突觸後RIM1參與調控NMDA受體運輸，特別是質膜插入過程。本項目將驗證該假設並研究其分子機制，以及此過程與神經元活動的關係，及其在某些神經疾病，如慢性神經痛中的作用。此研究將有助於我們從受體囊泡與質膜融合的角度來理解受體運輸的調控機制。
結題摘要
N-甲基-D-門冬氨酸(N-Methyl-D-Aspartate, NMDA)受體是中樞神經系統中一類重要的離子型谷氨酸受體，對突觸可塑性，學習記憶非常重要，其功能異常與許多神經疾病緊密相關。NMDA受體的激活可以引起AMPA受體的上膜和下膜，從而引起突觸功能的可塑性，而NMDA受體本身在突觸上的表達也受到調控。RIM1是一個經典的突觸前定位的蛋白，其主要功能是介導突觸前囊泡的釋放，並參與調控突觸前可塑性。在本研究中，我們通過免疫電鏡和生化組分分離的方法確定RIM1不僅僅定位在突觸前，在突觸後也有分布。為了研究其在突觸後的功能，我們將裝載了shRNA的慢病毒定位注射到小鼠海馬CA1腦區，結合電生理記錄的手段建立突觸後RIM1特異敲降模型。結果顯示，突觸後敲降RIM1不影響AMPA受體介導的興奮性突觸後電流，但是會下調NMDA受體介導的興奮性突觸後電流，並且導致NMDA受體依賴的LTP發生缺損。而且，海馬CA1區的RIM1敲降的小鼠，還表現出海馬依賴的空間記憶的缺損。提示，RIM1是一個調節NMDA受體膜運輸的關鍵蛋白，並RIM1的缺失會影響NMDA受體介導的突觸可塑性及小鼠的學習記憶功能。此外，我們利用生化手段確定了NMDA受體與RIM1的相互關係，我們發現，NMDA受體和RIM1在一個複合物中存在，但是NMDA受體亞單位與RIM1沒有直接的相互作用，而是通過PSD95結合到一起的。接下來，我們用細胞成像的方法，證實了NMDA受體的運輸受到RIM1的影響，RIM1參與NMDA受體的再循環過程，而不參與NMDA受體的內化過程。結合生化和SIM高分辨成像，我們分析了RIM1與RAB11的關係。我們發現RIM1是rab11的效應因子，從而確定，RIM1通過與RAB11的結合，參與調控NMDA受體的再循環過程。因此，本研究證實RIM1是在突觸後也有定位的，並且突觸後RIM1特異性參與NMDA受體的再循環過程，並影響NMDA受體介導的突觸可塑性。
