中文摘要：

突触活性带蛋白在调控钙通道-可释放突触囊泡耦合中的作用机制是神经科学的一个前沿课题。主要成果1、首次在中枢神经细胞突触上，应用膜电容方法检测突触囊泡的释放和回收；2、阐明了常规中枢突触维持高速神经信号传递的动力学机制；3、揭示了在生理刺激条件下突触囊泡回收的动力学原理；4、揭示了突触囊泡膜蛋白synapsin I/II调制突触短时程可塑性的机制及其作用途径；5、证明synaptotagmin II是递质同步释放的又一个钙传感器蛋白；6、首次提出了钙触发神经递质同步和异步释放的双传感器模型。申请人在NATURE、NEURON、PNAS、EMBO JOURNAL和J OF NEUROSCI METHOD等杂志上发表论文，被引用258次。受邀为最新版NEW ENCYCLOPEDIA OF NEUROSCIENCE馔写条目，已接到GORDON CONFERENCE的邀请，作为专题报告人出席会议。

结论摘要：

我们曾按原计划研究了RIM1/2蛋白敲除突触的传递特性并取得了相当程度的进展。但由于其他研究组在《NEURON》杂志上发表了极其相似的工作，影响了该课题的创新性，我们暂缓了这一课题进程，计划在我们建立新的基于贴附式膜电容及谷氨酸电化学测定法，得到新的洞察后再进一步报道。本课题组开展了神经突触时空容量特性的研究。利用CALYX OF HELD突触在膜片钳记录中优越的电学特性，通过比较抑制囊泡神经递质填充前后突触传递特性的变化，推导出以毫秒级的分辨率定量分析突触囊泡循环动力学的生物物理学方法。以此为基础，结合电镜观察，我们测定了在CALYX突触终末的有22-32万个突触囊泡（约占总囊泡数的82%），通过循环参与神经递质释放。在分析了突触囊泡被循环再利用的时序与神经活动（刺激频率）的相关性的基础上，我们的工作显示“kiss and run”模式融合的囊泡并没有快速循环（1s）的途径与之匹配相对应。相反，新回收的囊泡在循环中的优先级低于原已回收的囊泡。我们的工作进一步揭示了突触囊泡被循环动力学的使用依赖性（use dependent）本质. 突触是神经信息处理的基本结构。突触囊泡是神经信息的载体，突触囊泡量子式释放神经递质被认为是编码和传递的基础，相关的研究一直是神经科学领域的前沿课题。我们选择了最具挑战性的谷氨酸能突触展开研究，取得了突破性进展，建立了世界上第一套基于细胞贴附式膜片钳模式的，集单通道钙电流记录、膜电容测量和化学电流检测为一体的高精度谷氨酸能突触信号同步检测系统——对中枢神经系统中Calyx突触的单个突触囊泡释放及神经递质释放过程进行动态检测，研究单通道钙电流的动力学、单个囊泡与突触前膜的融合的动力学、单个囊泡神经递质释放的动力学。以此为基础，我们将回答突触传递领域的一系列基本问题，为突触传递的量子理论提供更深入、更定量的基础。我们开展了对Syntaxin 蛋白的1B亚型基因减效突变（hypomorph）的分析。发现Syntaxin 1B蛋白基因减效突变减少了神经突触终末的SNARE复合体数目（原来的60-70%）。基本突触传递和突触前可释放囊泡库减小到原来的78%；而突触囊泡的促成熟率则减少到50%并伴随着短时程抑制的明显增强。同时，囊泡释放的钙敏感性也明显减弱。显示突触囊泡的促成熟可能比融合对SNARE复合体的数量更为敏感。