总体研究方向     

    课题组通过构建全新膜片钳-电化学偶联的双神经递质检测平台、长时程树突棘动力学成像、海马和中脑脑片培养等前沿技术，率先阐明了非遗传因素神经元活性（neuronal activity）调控α-syn聚集并加速其脑区传播的分子机制，深入研究了多巴胺与多种单胺类神经递质“量子化”释放的调控机制，解析了多巴胺能神经元易感性的致病机理，得到了国际同行的证实与广泛关注（图1）。                                                                      

                                                                                        图1：课题组总体研究示意图

（1）构建全新脑片培养系统，解析神经元活性调控a-syn聚集和传播新机制

课题组优化了小鼠海马和中脑脑片培养系统，结合α-syn PFF，借助化学遗传学提升神经元活性，发现α-syn聚集体在海马脑片上显著增加，在中脑脑片上伴随更多路易小体和多巴胺能神经元的死亡，并加速α-syn聚集体在小鼠不同脑区传播（Acta Neuropathologica，2020，第一作者）。在原代培养的海马神经元上，α-syn PFF抑制神经元mEPSCs发放频率，突触前膜和后膜中都有α-syn聚集体堆积，且显著抑制新生突触的形成（Journal of Neuroscience，2019，第一作者；Frontiers in Neuroscience，2021，通讯作者）（图2）。 

                                                                                   图2：解析α-synuclein的病理、生理功能。

（2）建立膜片钳-电化学偶联检测系统，解析单胺类递质“量子化”释放新机制

课题组使用电化学、荧光成像等技术发现，去甲肾上腺素的分泌量在动力蛋白Dynamin 1敲除的嗜铬细胞上增加200 %，并且伴随着囊泡融合小孔开放直径的增加（Journal of Neuroscience，2019，第一作者），修正了Katz等人提出的“量子化”分泌理论。同时，我们创新性的构建了Patch sniffer技术发现，其中ATP处于“量子化”释放，而去甲肾上腺素处于“亚量子化”释放，且主要受到囊泡内基质蛋白（Chromogranin A）的调控（Neuron，2019，共同第一作者）。此外，在背根神经节DRG神经元上，电压门控钙离子通道VGCCs通过介导瞬时性钙离子内流，在轴突上引起“量子化”释放；而配体门控钙离子通道TRPV1则通过介导持续性钙离子内流，在胞体里引发“亚量子化”释放模式（Science Signaling，2019，共同第一作者，封面文章，Science重点推介）（图3）。                                 

                                                                           图3：解析单胺类神经递质释放的调控机制。