科学家们成功地分析了大脑掌管学习记忆的“分子开关”

有一种类型的名字叫做人脑的微观世界。 “NMDA“奇妙的受体，它们就像嵌入神经突触的“分子开关”，控制着学习和记忆等功能的神经信号传递，广泛参与神经发育、突触可塑性、认知和情绪等高级脑功能的调节。

近日，由于多年的技术沉淀和创新探索，来自中国科学院脑智力卓越中心的竺淑佳研究员团队成功从成人哺乳动物的大脑皮层和海马中获得NMDA受体。内源NMDA受体的三维结构首次以原子分辨率展示，并详细揭示了受体的三种主要亚型和比例。相关成果于1月23日在国际学术期刊《细胞》上发表。

“内源”是本研究成果的亮点。竺淑佳表示，过去学术界对NMDA受体的研究大多依赖于“体外异源重组”的方式。简单来说，就是利用基因工程技术在体外表达和重组受体。然而，与大脑中自然存在的内源受体相比，这种人工培养的受体就像“仿制品”和“正品”一样，略有差异，但却是关键。

竺淑佳向记者介绍了NMDA受体的相关研究。新华社记者 董雪 摄

获取内源受体的过程就像“海底捞针”。文章第一作者、中国科学院脑智能优秀中心、中国科学院上海药物研究所李扬研究组联合培养的博士生张明告诉记者，该团队多年来一直定制独家工具，可以识别受体，从成年老鼠的大脑皮层和海马中捕捉到非常低的内源NMDA受体，然后通过冷冻电镜和人工智能算法对其进行了深入分析。

结果表明，成人大鼠脑皮质和海马地区有三种主要的NMDA受体亚型，即GluN1-N2。A-N2B、GluN1-N2B和GluN1-N21-A，这个地区的比例分别为45%。、35%和20%。

特别值得注意的是，内源NMDA受体的亚基表达和受体组装受到大脑发育时空变化的严格控制。在过去的30年里，学术界普遍认为GluN1-2B最终将转变为GluN1-2A。但是这项研究打破了这种固有的认知，发现GluN1-2B将在出生时转化为GluN1-2A-2B。、GluN1-2B与GluN1-2A共存的复杂方式。

在单细胞转录组水平上，内源NMDA受体主要亚型和不同亚基的分布。(受访者提供图片)

不仅如此，研究还对内源NMDA受体与异源NMDA受体在糖基化位点等关键细节上的差异进行了敏锐的捕捉，为开发针对NMDA受体治疗神经或精神疾病的药物设计提供了重要的理论依据。

原题：科学家成功地分析了大脑掌管学习记忆的“分子开关”

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