新的结构显示辅助亚单位如何调节海马AMPA受体神经传递

我们的大脑是由神经元网络组成的，每个神经细胞都可以与成千上万的其他神经细胞建立联系。AMPA受体是一组膜蛋白，它们介导信号在这些被称为突触的连接点上的快速传递，某些受体复合物在大脑的不同部位占主导地位。LMB神经生物学部门的Ingo Greger的小组已经看到了AMPA受体具有两种不同的辅助亚基，这是一种特殊的组合，在海马体中丰富，参与学习和记忆。

AMPA受体存在于兴奋性突触的突触后膜上，信号在这里被接收并传播。特别是，AMPA受体负责大脑中大多数快速兴奋性突触传递。AMPA受体的一个关键特征是它们是复合物，可以由不同亚基的多种组合组合而成，并可以由不同的辅助亚基调节，从而允许不同细胞类型和大脑区域的差异调节。到目前为止，不同的辅助亚基是如何合作来增加离子通过受体通道的通量一直是难以捉摸的。

兴奋性突触发生了什么?

在兴奋性突触，电信号到达突触前膜增加了化学信号被传递到突触后神经细胞的可能性。这个过程包括从第一个细胞释放神经递质，与第二个细胞上的受体结合。大脑兴奋性突触的主要神经递质是氨基酸谷氨酸。谷氨酸可以与AMPA, NMDA和kainate结合受体它们都充当离子通道，随着阳离子流入突触后神经细胞，驱动对谷氨酸检测的持续信号。

在前脑和海马中发现的最常见的AMPA受体复合体由两个拷贝的GluA1亚基和两个拷贝的GluA2亚基组成，这些亚基与两个拷贝的辅助亚基TARP-γ 8和CNIH2相关。两年前，Ingo的团队透露了一个这种AMPA受体的结构与TARP-γ 8处于封闭状态，为这个辅助子单元的功能提供了一些见解。他的团队现在已经揭示了同样的AMPA受体的结构，这两个辅助亚基，处于活跃的，开放的状态和静止的，封闭的状态，提供了一个更完整的了解这种特殊的AMPA受体复合物是如何起作用的。

英戈小组的博士后研究员张丹阳(音译)用冷冻电镜(cryo-EM)确定了这些结构。通过比较开放和封闭状态，研究小组建立了一个模型来解释这些辅助亚基是如何促进开放通道状态来增加离子通量的。这些结构也为受体如何在开放和封闭状态之间转换提供了前所未有的见解。

作为主要受体介导快速兴奋性突触传递在整个前脑，这种特殊的AMPA受体功能障碍可导致各种神经和神经精神疾病，如癫痫和抑郁症。除了提供对功能的深入了解外，这些高分辨率的结构还可以看到受体上的空腔和脂质，这可以帮助开发针对该受体的药物。