Nat Neurosci系统总结:突触前的光遗传学( 二 )


其二 , 通过GPCRs抑制神经递质释放 , 突触前的GPCRs本身就是天然的突触前释放抑制剂 , GPCRs有3个不同的亚基 , α , β和γ , β和γ亚基可以与电压门控的钙离子通道(VGCCs)相互作用从而降低它的开放概率 , 此外 , 这两个亚基可以直接干扰SNARE介导的囊泡与膜融合 , 抑制突触前释放 。 非视觉型II类视紫红质与G蛋白偶联受体偶联 , 且不会产生光漂白的现象从而可以成为有效的抑制突触前释放的工具(optoGPCRs) , 目前描述地最多的是来自八目鳗的侧视蛋白(LcPPO)以及来自蚊子的OPN3 。
其三 , 由光敏剂介导CALI(InSynC)系统以及AsLOV2衍生的iLID二聚体系可以直接损伤释放装置 , 损伤囊泡释放相关蛋白从而抑制突触前释放 。 相比上述两种方式 , 该方式的起效时间和持续时间都比较长 , 而且由于该方法直接损伤相关蛋白 , 因此恢复时间会根据不同的部位以及相关蛋白合成时间的长短而不同(图4) 。

图4.光遗传学抑制神经递质释放的不同原理
相对光遗传学刺激神经递质释放 , 它抑制释放的效果更难被确认 , 因此在实验设定中需要验证它的表达和表现(图5) 。

图5.光遗传突触前抑制的验证
结 论
突触前的光遗传学工具为神经科学家提供了多种实验方法来进行精细地操作神经元 , 了解它的分类和应用对于之后如何使用以及光遗传学的发展至关重要 。
参考文献
Benjamin R et al. Optogenetics at the presynapse. Nature Neuroscience 2022. DOI: 10.1038/s41593-022-01113-6.
编译作者:KK(brainnews创作团队)
校审:Simon(brainnews编辑部)

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