一项发表在《Nature（自然）》期刊上的最新研究，首次通过冷冻电镜（cryo-electron microscopy）技术揭示了大脑小脑区域中关键突触受体的精细结构与空间构型。这项由美国俄勒冈健康与科学大学（OHSU）主导的研究，标志着神经科学在理解脑部运动、平衡及认知功能的分子基础方面取得了重要突破。
小脑位于脑干后方，在调节运动协调、维持身体平衡和认知功能中发挥关键作用。此次研究聚焦于突触间用于传递神经信号的谷氨酸受体（glutamate receptor），这是大脑中最主要的兴奋性神经递质。科学家发现，该类受体在小脑突触结构中与特定蛋白质高度有序地聚集，从而确保神经信号能够被精确地接收和传导。
“突触在大脑所有功能中都至关重要，但在分子层面上，突触是如何组装成一个功能性结构的，我们了解还非常有限。”研究资深作者、OHSU Vollum研究所的高级科学家Eric Gouaux博士表示，“这些受体必须精确定位，才能正确接收来自相邻神经元释放的神经递质。”
研究团队利用OHSU位于南滨校区地下实验室的国家级冷冻电镜中心进行研究，该中心自2018年被指定为全美三大冷冻电镜研究平台之一。在小鼠模型中，科学家对特定类型的谷氨酸受体进行了近原子尺度的成像分析。
“我们已经知道，小脑若因外伤或遗传突变而受损，会导致严重的平衡障碍、运动障碍，甚至认知功能受损。”OHSU医学院耳鼻喉科教授、研究合作者Laurence Trussell博士指出，“此次研究中被揭示的谷氨酸受体，在小脑功能中似乎起着非常关键的作用。未来若能开发靶向这一受体的药物，可能对改善这类功能障碍具有重要意义。”
Gouaux博士补充道：“我们长期关注突触结构工程和分子机制的研究，最终目标是为修复受损突触提供策略。这项工作开启了一个非常令人振奋的新方向，具备明确的治疗潜力。”
本项研究的第一作者为OHSU Gouaux实验室的博士后研究员方承礼（Chengli Fang），他几乎完成了所有实验工作。参与研究的还有OHSU和霍华德·休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute）的Natalie Sheldon，以及OHSU的Cathy J. Spangler博士和Jumi Park博士。
参考文献：Gating and noelin clustering of native Ca2+-permeable AMPA receptors, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09289-0
编辑：王洪
排版：李丽
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