Sci Adv. | 阿爾茲海默癥風(fēng)險因子CLAM介導(dǎo)CP-AMPAR內(nèi)吞機制雙向調(diào)控突觸可塑性
在LTD發(fā)生過程中，含有GluA1/A2異聚體的鈣不通透性AMPAR（CI-AMPARs）會通過網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進行內(nèi)化，而含有GluA1同聚體的鈣通透性AMPAR（CP-AMPARs）先被招募到突觸，介導(dǎo)了鈣內(nèi)流。在LTD維持階段，這些CP-AMPARs最終需要被移除，然而移除機制暫不明確。
2022年5月25日，德國萊布尼茨研究所Tanja Maritzen和Volker Haucke研究團隊借助轉(zhuǎn)基因鼠模型、病毒載體介導(dǎo)的基因表達調(diào)控技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)及成像技術(shù)等多種手段發(fā)現(xiàn)阿爾茲海默癥風(fēng)險因子CLAM可雙向調(diào)控突觸可塑性及調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力的核心內(nèi)吞機制。并在Science Advances雜志上發(fā)表最新研究論文，標題為：Selective endocytosis of Ca2+-permeable AMPARs by the Alzheimer’s disease risk factor CALM bidirectionally controls synaptic plasticity。
首先，研究者分離小鼠的突觸小體進行胰蛋白消化篩。允侗鶩淮ズ笱≡裥愿患哪諭痰鞍?。结耿?，CALM（網(wǎng)格蛋白裝配淋巴樣骨髓白血病蛋白） 作為一種內(nèi)吞蛋白，選擇性富集于AMPAR內(nèi)吞發(fā)生的突觸后區(qū)域。
隨后，特異性在皮層和海馬興奮性神經(jīng)元中敲除CALM（CALM KOEMX小鼠）發(fā)現(xiàn)，經(jīng)單次theta脈沖刺激（theta burst stimulation，TBS）后LTP顯著增加；經(jīng)低頻刺激（LFS）誘導(dǎo)的LTD減少。免疫組化結(jié)果顯示，特異性在皮層和海馬興奮性神經(jīng)元中敲除CALM可導(dǎo)致部分含GluA1的AMPARs重新分配到神經(jīng)元表面。
研究者借助AAV介導(dǎo)CALM在CALM敲除小鼠過表達，發(fā)現(xiàn)了CALM可特異性調(diào)控含GluA1的AMPARs表面水平。成像結(jié)果顯示，CALM可選擇性地促進GluA1在突觸后膜的內(nèi)吞作用，神經(jīng)元缺失CALM則會導(dǎo)致海馬神經(jīng)元GluA1同體的內(nèi)吞作用。提示了CALM通過選擇性促進CP-AMPARs的內(nèi)吞作用，在突觸可塑性中起雙向調(diào)控的作用。
借助Morris水迷宮發(fā)現(xiàn)，CALM KOEMX小鼠表現(xiàn)出更強的空間學(xué)習(xí)能力。這些提示了突觸后富集的內(nèi)吞蛋白CALM在LTD和LTP階段發(fā)揮不同作用，并調(diào)節(jié)空間學(xué)習(xí)能力。
最后，研究者探討CALM介導(dǎo)GluA1同聚體內(nèi)吞作用的分子機制，發(fā)現(xiàn)GluA1的內(nèi)吞作用是由CALM介導(dǎo)的膜重構(gòu)驅(qū)動的。CALM 通過依賴泛素結(jié)合結(jié)構(gòu)域ANTH的識別選擇性地促進泛素化CP-AMPAR 的內(nèi)吞作用。提示了CALM和包含ANTH結(jié)構(gòu)域的相關(guān)蛋白是決定CP-AMPARs表面水平，雙向調(diào)控突觸可塑性及調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力的核心內(nèi)吞機制。
九游會j9生物可為研究者穩(wěn)定提供文中使用AAV和慢病毒載體，助力基因表達調(diào)控技術(shù)！
