Синаптосома

Синаптосома
Схема изолированной синаптосомы с многочисленными небольшими синаптическими пузырьками, двумя пузырьками с плотным ядром, одной митохондрией и участком постсинаптической мембраны, прикрепленным к пресинаптической активной зоне
Идентификаторы
MeSH	D013574
TH	H2.00.06.2.00033
Анатомические термины нейроанатомии [ редактировать в Викиданных ]

Синаптосом является изолированным синаптическим терминалом из нейрона. Синаптосомы получают мягкой гомогенизацией нервной ткани в изотонических условиях и последующим фракционированием с использованием центрифугирования в дифференциальном и градиенте плотности. Жидкий сдвиг отделяет нервные окончания от аксона, и плазматическая мембрана, окружающая нервные окончания, снова закрывается. Синаптосомы осмотически чувствительны, содержат множество мелких прозрачных синаптических пузырьков, иногда более крупных пузырьков с плотным ядром и часто одну или несколько маленьких митохондрий. Они несут морфологические особенности и большинство химических свойств исходного нервного окончания. Синаптосомы, выделенные из мозга млекопитающих, часто сохраняют часть прикрепленной постсинаптической мембраны, обращенную к активной зоне.

Синаптосомы были впервые выделены в попытке идентифицировать субклеточный компартмент, соответствующий фракции так называемого связанного ацетилхолина, который остается, когда ткань мозга гомогенизируется в изоосмотической сахарозе. Частицы, содержащие ацетилхолин и его синтезирующий фермент холинацетилтрансферазу, были первоначально выделены Хеббом и Уиттакером (1958) в Совете сельскохозяйственных исследований Института физиологии животных, Бабрахам, Кембридж, Великобритания. В совместном исследовании с электронным микроскопом Джорджем Греем из Университетского колледжа Лондона Виктор П. Уиттакер в конечном итоге показал, что богатые ацетилхолином частицы, полученные из коры головного мозга морских свинок, представляют собой богатые синаптическими пузырьками защемленные нервные окончания. Уиттакер ввел термин синаптосома для описания этих полученных фракционированием частиц, и вскоре после этого синаптические везикулы могли быть выделены из лизированных синаптосом.

Синаптосомы обычно используются для изучения синаптической передачи в пробирке, поскольку они содержат молекулярные механизмы, необходимые для поглощения, хранения и высвобождения нейротрансмиттеров. Вдобавок они стали обычным инструментом для тестирования на наркотики. Они поддерживают нормальный мембранный потенциал, содержат пресинаптические рецепторы, перемещают метаболиты и ионы, а при деполяризации высвобождают несколько нейромедиаторов (включая ацетилхолин, аминокислоты, катехоламины и пептиды ) в зависимости от Ca2 +. Синаптосомы, изолированные от всего мозга или определенных областей мозга, также являются полезными моделями для изучения взаимосвязей между структурой и функцией при высвобождении синаптических везикул. Синаптосомы также могут быть выделены из тканей, отличных от головного мозга, таких как спинной мозг, сетчатка, кишечное сплетение или электрический орган электрического луча. Синаптосомы можно использовать для выделения постсинаптических плотностей или пресинаптической активной зоны с прикрепленными синаптическими пузырьками. Соответственно, различные субпротеомы изолированных синаптосом, такие как синаптические пузырьки, синаптические мембраны или постсинаптические плотности, теперь могут быть изучены протеомными методами, что приводит к более глубокому пониманию молекулярного механизма нейротрансмиссии и нейропластичности мозга.

1. ^ Hebb CO, Уиттакер В.П. (1958). «Внутриклеточное распределение ацетилхолина и холинацетилазы». J Physiol. 142 (1): 187–96. DOI : 10.1113 / jphysiol.1958.sp006008. PMC   1356703. PMID   13564428.
2. Перейти ↑ Gray EG, Whittaker VP (1960). Изоляция синаптических пузырьков от центральной нервной системы. J. Physiol (Лондон) 153: 35P-37P.
3. ↑ Gray EG, Whittaker VP (январь 1962 г.). «Выделение нервных окончаний из мозга: электронно-микроскопическое исследование клеточных фрагментов, полученных путем гомогенизации и центрифугирования». Журнал анатомии. 96: 79–88. PMC   1244174. PMID   13901297.
4. Перейти ↑ Whittaker VP, Michaelson IA, Kirkland RJ (февраль 1964). «Отделение синаптических пузырьков от нервных окончаний (« синаптосом »)». Биохимический журнал. 90 (2): 293–303. DOI : 10.1042 / bj0900293. PMC   1202615. PMID   5834239.
5. Перейти ↑ Whittaker VP (1965). «Применение методов субклеточного фракционирования для изучения функции мозга». Прогресс в биофизике и молекулярной биологии. 15: 39–96. DOI : 10.1016 / 0079-6107 (65) 90004-0. PMID   5338099.
6. ^ Циммерманн, Герберт (2018). «Виктор П. Уиттакер: открытие синаптосомы и ее значение». Синаптосомы. Нейрометоды. 141. С. 9–26. DOI : 10.1007 / 978-1-4939-8739-9_2. ISBN   978-1-4939-8738-2.
7. ^ Иванников, М.; и другие. (2013). «Экзоцитоз синаптических пузырьков в синаптосомах гиппокампа напрямую коррелирует с общим объемом митохондрий». J. Mol. Neurosci. 49 (1): 223–230. DOI : 10.1007 / s12031-012-9848-8. PMC   3488359. PMID   22772899.
8. Перейти ↑ Whittaker VP (1993). «Тридцать лет исследований синаптосом». J Neurocytol. 22 (9): 735–742. DOI : 10.1007 / bf01181319. PMID   7903689. S2CID   138747.
9. ^ Breukel А.И., Besselsen E, Ghijsen WE (1997). Синаптосомы. Модельная система для изучения высвобождения нескольких классов нейромедиаторов. Методы молекулярной биологии. 72. С. 33–47. DOI : 10.1385 / 0-89603-394-5: 33. ISBN   0-89603-394-5. PMID   9249736.
10. Перейти ↑ Carlin RK, Grab DJ, Cohen RS, Siekevitz P (сентябрь 1980 г.). «Выделение и характеристика постсинаптических плотностей из различных областей мозга: обогащение различных типов постсинаптических плотностей». Журнал клеточной биологии. 86 (3): 831–45. DOI : 10,1083 / jcb.86.3.831. PMC   2110694. PMID   7410481.
11. ^ ^{a b} Морчиано М., Бурре Дж., Корви С., Карас М., Циммерманн Х., Волкнандт В. (декабрь 2005 г.). «Иммуноизоляция двух пулов синаптических везикул из синаптосом: протеомный анализ». Журнал нейрохимии. 95 (6): 1732–45. DOI : 10.1111 / j.1471-4159.2005.03506.x. PMID   16269012. S2CID   33493236.
12. ^ Bai F, Witzmann FA (2007). «Протеомика синаптосом». Субклеточная биохимия. 43: 77–98. DOI : 10.1007 / 978-1-4020-5943-8_6. ISBN   978-1-4020-5942-1. PMC   2853956. PMID   17953392.
13. ^ Burre Дж, Beckhaus Т, Schägger Н, Corvey С, Хофман S, Карась М, Н Циммерман, Volknandt Вт (декабрь 2006 г.). «Анализ протеома синаптических везикул с использованием трех методов разделения белков на основе геля». Протеомика. 6 (23): 6250–62. DOI : 10.1002 / pmic.200600357. PMID   17080482. S2CID   24340148.
14. ^ Takamori S, Holt M, Stenius K, Lemke EA, Grønborg M, Riedel D, Urlaub H, Schenck S, Brügger B, Ringler P, Müller SA, Rammner B, Gräter F, Hub JS, De Groot BL, Mieskes G, Морияма Й., Клингауф Дж., Грубмюллер Х., Хойзер Дж., Виланд Ф., Ян Р. (ноябрь 2006 г.). «Молекулярная анатомия органеллы трафика». Cell. 127 (4): 831–46. DOI : 10.1016 / j.cell.2006.10.030. hdl : 11858 / 00-001M-0000-0012-E357-D. PMID   17110340. S2CID   6703431.