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Synaptic vesicle cycle

Synaptic vesicle cycle

    突觸小泡循環(Synaptic vesicle cycle)是一個重要的細胞生物學過程,它是神經遞質釋放過程的核心,涉及到神經元間的信息傳遞和突觸可塑性。該過程主要包括小泡的形成、充填、定位、膜融合和內吞等多個步驟。

    1、小泡形成(formation)。突觸小泡由高爾基體和相關后期內質網中生成,并通過分泌途徑運輸至軸突末梢。在運輸途中,小泡表面膜發生一系列重要變化,包括磷脂酰肌醇等成分的轉移和蛋白質的修飾,形成成熟的突觸小泡。
 
    2、小泡充填(filling)。突觸小泡內含有多種神經遞質,如乙酰膽堿、谷氨酸、GABA和多巴胺等。這些神經遞質通過各自的運輸蛋白質進入到小泡內,在小泡內達到高濃度。
 
    3、小泡運輸定位(transport and targeting)。通過微管動力學和微管相關蛋白的調節,小泡可以定向運輸到軸突末梢,并與活動區域的膜表面發生比較穩定的結合。此時,小泡通過N-乙酰神經氨酸受體和鈣離子的參與,進入到高度活躍的狀態,以備隨時釋放神經遞質。
 
    4、小泡膜融合(membrane fusion)。通過微管動力學、膜蛋白的相互作用和鈣離子等的調控,小泡和細胞膜之間的距離逐漸縮短,并形成一個特殊的分子接觸區域。在這個區域內,小泡的膜與細胞膜融合,使其內部的神經遞質釋放到突觸間隙中。
 
    5、小泡內吞(endocytosis)。突觸小泡釋放出神經遞質后,需要迅速內吞回收。該過程涉及到多種下游信號通路的調節,如鈣離子依賴性、轉運蛋白的參與、蛋白質修飾等等。經過內吞后的小泡可以被再次充填和釋放,保證神經元之間的正常信息傳遞和突觸可塑性的維持。
 
    突觸小泡循環是一個深入的、復雜的細胞生物學過程,它在神經遞質釋放和突觸可塑性中發揮著重要的作用。



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