北大周專團隊揭示交感神經系統存在電壓依賴鈣離子非依賴分泌模式

2021-01-19 腦科學君

來源：北京大學IDG麥戈文腦科學研究所

2019年9月17日，北京大學麥戈文腦科學研究所、北京大學分子醫學研究所、北大-清華生命科學聯合中心、生物膜國家重點實驗室、周專教授課題組在PNAS雜誌在線發表題為「Ca2+-independent but voltage-dependent quantal catecholamine secretion (CiVDS) in the mammalian sympathetic nervous system」的研究論文。周專課題組2002年發表在Nature Neuroscience論文首次在哺乳動物背根神經節（DRG）神經元發現「依賴電壓不依賴鈣的分泌（CiVDS）」，現在他們又在初級感覺神經系統以外的交感神經系統(遍布與全身外周器官)也存在CiVDS，提示CiVDS可能在神經系統的更多分系統中存在。

神經系統（包括中樞、外周神經）通過細胞分泌實現從體外到大腦的信息傳導、分析和決策。經典的神經系統認為神經細胞分泌是由動作電位激活膜上電控鈣離子通道，使細胞外鈣離子內流，鈣離子觸發分泌（calcium dependent secretion，CDS）。

周專小組發現CiVDS可以由動作電位通過膜蛋白的電壓傳感器直接觸發囊泡分泌，無需鈣離子的介導。他們2017年發表在Neuron的工作解析了CiVDS的分泌機制：N鈣通道膜蛋白是觸發分泌的電壓感受器。在初級感覺神經系統之外是否存在CiVDS是個懸而未決的問題。

現在周專實驗室首次在外周交感神經系統 (遍布全身外周器官) 中發現CiVDS的存在：N鈣通道膜蛋白觸發頸上神經節神經元的分泌，L鈣通道膜蛋白觸發腎上腺嗜鉻細胞分泌。他們發現CiVDS分泌的腎上腺素調控了心肌細胞收縮，提示CiVDS通過心血管系統調控能量代謝的功能。

北京大學分子醫學研究所和前沿交叉學院周專實驗室博士生黃榮、王媛、李傑、蔣曉涵擔任論文共同第一作者，北京大學周專教授、柴祖映博士、西安交通大學王昌河教授為論文通訊作者。該研究獲得科技部國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、膜生物學國家重點實驗室、北大-清華生命科學聯合中心等項目支持。

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