神经科学新突破！中国科大团队揭秘突触囊泡释放回收完整过程

摘要：

2025年10月，中国科大毕国强/刘北明/陶长路团队联合国内外团队，通过自主研发的毫秒级时间分辨原位冷冻电镜成像技术，破解神经突触传递中突触囊泡释放与快速回收的生物物理机制，成果发表于《科学》。该研究提出“亲吻-收缩-逃逸/融合”模型，统一了学界半个世纪来“全融合”与“亲吻-逃逸”两种争议模型。

大脑功能依赖神经元间突触传递，突触囊泡释放神经递质实现信号传递，但因过程发生在毫秒时间尺度、纳米空间尺度，传统技术难捕捉动态。团队将光遗传学刺激与投入式冷冻技术耦合，在4-300毫秒内快速冷冻神经元，获取上千套高分辨率三维数据。研究发现，囊泡在动作电位触发后4毫秒内与突触前膜形成4纳米融合孔（“亲吻”），随后收缩为表面积减半的小囊泡（“收缩”），70毫秒内大部分小囊泡“逃逸”回收，少部分与突触前膜“全融合”，这一过程为神经信号高效传递提供结构基础，也为脑疾病机理研究提供新视角。

时间分辨冷冻电镜技术解析突触囊泡释放与回收动态过程。图片来源：科学网