2020年3月11日

BIN1缺失会损害脑细胞通讯和记忆巩固

根据基因变异的全基因组研究，桥接整合因子1，即BIN1，是晚发性阿尔茨海默病的第二大常见危险因素。然而，科学家们对这种蛋白质在大脑中的作用知之甚少。

现在，一项新的临床前研究发现，缺乏BIN1会导致神经递质传递的缺陷，这些神经递质激活脑细胞通信，使我们能够思考、记忆和行为。这项研究由南佛罗里达健康大学(USF健康)莫尔萨尼医学院的Gopal Thinakaran博士和芝加哥大学的同事领导，于3月10日发表在《美国医学杂志》上细胞的报道．

该论文的资深作者Thinakaran博士是USF健康伯德阿尔茨海默病中心的分子医学教授，也是莫尔萨尼医学院神经科学研究副院长，他说，大约40%的阿尔茨海默病患者在BIN1基因中有三种变异之一，BIN1基因是一个单一DNA组成部分(核苷酸)的故障，会增加他们患神经退行性疾病的风险。

“我们发现BIN1恰好位于突触前交流点，可能被精确地调节神经递质囊泡释放使我们更接近于了解BIN1如何发挥其作为阿尔茨海默病的共同风险因素的功能。”“我们怀疑它有助于控制神经元交流的效率，并可能对大脑产生深远的影响记忆的巩固-将近期学到的经验转化为长期记忆的过程。”

研究小组创造了一个小鼠模型在该实验中，BIN1基因被选择性地灭活，或被敲除，以表征该蛋白质在大脑中的正常功能。特别是，他们使用先进的细胞和分子生物学技术来研究BIN1在调节与学习和记忆相关的突触中的作用。

为了构建研究结果，它有助于了解健康的人类大脑包含数百亿脑细胞(神经元)，它们通过神经元之间被称为突触的微小间隙处理和传递化学信息(神经递质)。在患有阿尔茨海默病的大脑中，这种突触通信被破坏，逐渐杀死神经元，最终导致记忆力急剧下降以及其他痴呆症的迹象。Thinakaran博士说，最容易在晚年患上老年痴呆症的人是那些失去突触最多的人。

在细胞的报道研究特色:

神经元中BIN1表达的缺失会导致空间学习和记忆受损。也就是说，这种缺陷改变了周围环境空间信息的获取、存储、组织和使用的效率。在莫里斯水迷宫中，BIN1基因敲除的小鼠明显比对照组更难找到隐藏的平台。
进一步分析表明，BIN1主要位于通过突触发送神经递质的神经元(突触前位点)上，而不是位于接收神经递质信息的神经元(突触后位点)上。海马体(主要与记忆相关的大脑区域)的突触传递显示出小泡释放神经递质的恶化。囊泡是将神经递质从突触前转移到突触后的泡状载体神经元．
与对照组相比，基因敲除小鼠中BIN1缺陷与突触密度降低和突触簇数量减少有关。
三维电子显微镜对突触的重建显示，在BIN1敲除小鼠中，突触囊泡的停靠池和储备池显著积累。研究人员认为，这表明神经递质从囊泡中释放的速度较慢(不太成功)。