新脑成像技术突破，为帕金森病提供新线索

据研究团队介绍，这项11月24日发表在《神经元》杂志、由美国国立卫生研究院支持的研究，可能有助于揭示非遗传性帕金森病的潜在生物学病因。帕金森基金会指出，散发性（非遗传性）帕金森病占确诊病例的大多数。这类病例涉及突触的异常——突触是神经元间传递信号的微小部位。约翰·霍普金斯大学医学院细胞生物学副教授、该研究资深作者Shigeki Watanabe博士表示，由于这个连接部位极小且活动迅速，长期以来难以对其进行详细研究。

Watanabe说：“我们希望这种观察活体脑组织样本中突触膜动态的新技术，能帮助我们理解非遗传性和遗传性帕金森病的异同。”他补充道，该技术最终可能为这种神经退行性疾病的疗法开发提供指导。

### 健康突触如何传递信息
在健康大脑中，突触小泡就像携带化学信息的“小包”，将信息从一个神经元传递到下一个。这种传递对学习、记忆形成和信息处理至关重要。Watanabe指出，了解小泡在正常情况下的行为，是找出神经疾病中信息传递从何处开始出现故障的关键。

Watanabe此前协助设计了“电击-冷冻”技术，用于观察突触膜的快速变化（相关成果于2020年发表在《自然·神经科学》）。该方法通过短暂电刺激激活脑组织，随后立即快速冷冻，从而保存细胞结构的精确位置，以便后续用电子显微镜观察。

在今年发表于《自然·神经科学》的早期研究中，Watanabe将该技术应用于基因工程小鼠，以研究一种名为intersectin的蛋白质的作用。研究表明，intersectin有助于将突触小泡维持在特定位置，直到它们准备释放并激活邻近神经元。

### 在人类脑组织中测试该技术
在最新研究中，团队检查了正常小鼠的样本，并与经许可从约翰·霍普金斯医院6名接受癫痫手术患者身上获取的活体皮质脑组织样本进行比较。这些手术需要切除海马体病变。

研究人员与德国莱比锡大学的Jens Eilers和Kristina Lippmann合作，首先通过观察钙信号（触发神经元释放神经递质的“开关”），证实电击-冷冻技术在小鼠组织中可靠有效。

然后，他们用该技术刺激小鼠神经元，捕捉到突触小泡与细胞膜融合并释放化学信使的瞬间，还记录了细胞随后回收小泡的过程（称为内吞作用）。当将该技术应用于人类脑组织样本时，他们发现人类神经元中也存在相同的小泡回收步骤。

### 小鼠和人类大脑中均发现的关键蛋白
在两种物种中，研究人员均在被认为发生内吞作用的位置发现了Dynamin1xA蛋白——这种蛋白是超快突触膜回收所必需的。这种相似性表明，在小鼠中观察到的机制准确反映了人类的机制。

Watanabe说：“我们的发现表明，小鼠和人类脑组织中超快内吞作用的分子机制是保守的。”这增强了用小鼠模型研究人类脑生物学的价值。

展望未来，Watanabe希望将电击-冷冻技术应用于经许可从接受深部脑刺激手术的帕金森病患者身上获取的脑组织，以观察患病神经元中突触小泡动态可能存在的差异。

该研究得到了美国国立卫生研究院等多家机构的资助，研究团队包括约翰·霍普金斯大学和莱比锡大学的科研人员。