科技日報記者 張夢然

由美國俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)主導(dǎo)的研究團隊，在探索腦微觀世界的道路上邁出重要一步：他們利用冷凍電子顯微鏡，首次揭示了大腦與小腦區(qū)域關(guān)鍵神經(jīng)受體的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。這項研究發(fā)表在最新一期《自然》上，為理解運動控制、學(xué)習(xí)與記憶機制提供了重要基礎(chǔ)，并能推進神經(jīng)系統(tǒng)疾病新療法的研發(fā)工作。

小腦位于腦干后方，在協(xié)調(diào)身體運動、維持平衡以及參與認知功能方面發(fā)揮著核心作用。此次發(fā)現(xiàn)的受體結(jié)構(gòu)，是神經(jīng)元之間信息傳遞的關(guān)鍵部位，對于小腦發(fā)揮正常功能至關(guān)重要。當(dāng)這些結(jié)構(gòu)因損傷或基因突變而受損時，可能導(dǎo)致運動障礙及相關(guān)認知問題。而了解其分子構(gòu)造，有助于開發(fā)針對性療法。

此次研究重點聚焦于一種特定類型的谷氨酸受體，這是大腦中最主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)受體之一。這類受體聚集在小腦神經(jīng)元之間的突觸連接處，負責(zé)接收來自相鄰細胞釋放的神經(jīng)信號。團隊通過先進的冷凍電子顯微鏡技術(shù)，在接近原子級別的精度下，解析了這種受體與其相關(guān)蛋白復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。

此前人們對關(guān)鍵片段如何在功能性突觸中組裝仍知之甚少。此次對突觸分子構(gòu)造及其工作機制的精確了解，將幫助醫(yī)學(xué)界更好地修復(fù)受損的突觸連接。未來，也可通過藥物靶向谷氨酸受體來改善腦功能。

最新發(fā)現(xiàn)代表了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究的重要進展。雖然這一發(fā)現(xiàn)尚不能直接轉(zhuǎn)化為新藥或臨床療法，但為今后開發(fā)針對神經(jīng)退行性疾病、遺傳性運動障礙等疾病的創(chuàng)新療法奠定了堅實基礎(chǔ)。

總編輯圈點

小腦雖然名字里有個“小”，但它發(fā)揮的作用可不小。當(dāng)大腦“興奮信號”到達時，小腦神經(jīng)元需要將其精準(zhǔn)捕獲，進行信號處理，繼而將其繼續(xù)傳遞，保證腦部運動和認知功能的正常運行。此次，科學(xué)家首次“看清”小腦突觸中控制運動與認知的核心開關(guān)，即谷氨酸受體與其相關(guān)蛋白的復(fù)合結(jié)構(gòu)。這讓我們進一步了解了人保持手腳協(xié)調(diào)、進行學(xué)習(xí)和認知的腦部微觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，為治療運動失調(diào)、認知障礙等疾病提供了新的方向。