在一项新的研究中，来自美国俄勒冈健康与科学大学的研究人员发现了一种寻找已久的基因编码蛋白，它使大脑能够在神经元之间的突触中传达广泛的信号。这种称为突触结合蛋白3(synaptotagmin-3, SYT3)的蛋白有助于补充在神经元之间传递信号的神经递质的供应。相关研究结果于2022年10月19日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Fast resupply of synaptic vesicles requires synaptotagmin-3”。

论文通讯作者、俄勒冈健康与科学大学沃勒姆研究所助理科学家Skyler Jackman博士说，“当脑细胞活跃时，它们会释放神经递质来与它们的邻居沟通。如果脑细胞非常活跃，它可以耗尽它的神经递质供应，这可能导致通信中断和大脑功能紊乱。”

他说，“事实证明，脑细胞有一种补充它的神经递质供应的提升模式，但是在此之前，我们还不知道是哪种分子在其中发挥作用。我们发现SYT3直接负责这种神经递质的提升。这让我们对大脑如何分解和无法正常处理信息有了新的认识。”

这些作者培育出缺乏SYT3基因的“基因敲除”小鼠。他们发现，与拥有该基因的对照组小鼠相比，这些小鼠缺乏更强大的突触传输水平。

值得注意的是，SYT3基因突变已与人类癫痫和自闭症谱系障碍有关。Jackman说，这项新的研究表明，有可能开发靶向SYT3的基因疗法或药物方法。

论文第一作者、Jackman实验室博士后研究员Dennis Weingarten博士说，“神经递质释放失衡是许多神经系统疾病的根本原因。”他说，在未来，“了解这些分子开关---比如SYT3---是我们对抗这些疾病的关键一步”。

钙离子结合到突触前SYT3可以加速从抑郁症中康复。图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05337-1。

Jackman实验室专门研究突触传输。人类的大脑包含了数以万亿计的突触。发现赋予这些特殊结构以独特属性的分子，对于理解大脑功能和神经系统疾病至关重要。

Jackman说，“突触传输是感知我们周围环境、做出决定以及我们内心世界几乎所有其他特征的基础。”