Synaptosom - Synaptosome

Synaptosom
Schéma izolované synaptosome.jpg
Schéma izolovaného synaptosomu s mnoha malými synaptické vezikuly, dva vezikuly s hustým jádrem, jeden mitochondrie a náplast postsynaptické membrány připojené k presynaptickému aktivní zóna
Identifikátory
PletivoD013574
THH2.00.06.2.00033
Anatomické pojmy neuroanatomie

A synaptosom je izolovaný synaptický terminál z a neuron. Synaptosomy se získávají mírným homogenizace nervové tkáně za izotonických podmínek a následná frakcionace pomocí diferenciálního a hustotního gradientu centrifugace. Kapalný střih odděluje nervové zakončení od axon a plazmatická membrána obklopující koncovou část nervu se znovu uzavře. Synaptosomy jsou osmoticky citlivé, obsahují mnoho malých čirých synaptické vezikuly, někdy větší vezikuly s hustým jádrem a často jeden nebo více malých mitochondrie. Nesou morfologické rysy a většinu chemických vlastností původního nervového zakončení. Synaptosomy izolované z mozku savců si často zachovávají část připojené postsynaptické membrány, směřující k aktivní zóně.

Synaptosomy byly nejprve izolovány ve snaze identifikovat subcelulární kompartment odpovídající frakci tzv. Vázaného acetylcholin který zůstává, když je mozková tkáň homogenizována v izoosmotické sacharóze. Částice obsahující acetylcholin a jeho syntetizující enzym cholin acetyltransferázu původně izolovali Hebb a Whittaker (1958)[1] v Radě pro zemědělský výzkum, Ústav fyziologie zvířat, Babraham, Cambridge, SPOJENÉ KRÁLOVSTVÍ. Ve společné studii s elektronovým mikroskopem Georgem Grayem z University College London, Victor P. Whittaker nakonec ukázalo, že částice bohaté na acetylcholin odvozené z mozkové kůry morčete byly synaptické vezikuly bohaté na sevřené nervové zakončení.[2][3] Whittaker vytvořil termín synaptosom k popisu těchto částic odvozených z frakcionace a krátce poté synaptické vezikuly lze izolovat z lyžovaných synaptosomů.[4][5][6]

Synaptosomy se běžně používají ke studiu synaptického přenosu ve zkumavce, protože obsahují molekulární aparát nezbytný pro absorpci, skladování a uvolňování neurotransmitery. Kromě toho se staly běžným nástrojem pro testování drog. Udržují normální membránový potenciál, obsahují presynaptické receptory, přemístěte metabolity a ionty a po depolarizaci uvolněte více neurotransmitery (počítaje v to acetylcholin, aminokyseliny, katecholaminy, a peptidy ) způsobem závislým na Ca2 +. Synaptosomy izolované z celku mozek nebo určité oblasti mozku jsou také užitečné modely pro studium vztahů mezi strukturou a funkcí při uvolňování synaptických vezikul.[7] Synaptosomy mohou být také izolovány z jiných tkání než mozek jako mícha, sítnice, myenterický plexus nebo elektrický paprsek elektrický orgán.[8][9] K izolaci postsynaptických denzit lze použít synaptosomy[10] nebo presynaptický aktivní zóna s připojeným synaptické vezikuly.[11] Proto různé subproteomy izolovaných synaptosomů, jako je např synaptické vezikuly, synaptické membrány nebo postsynaptické hustoty lze nyní studovat proteomickými technikami, což vede k hlubšímu pochopení molekulárního aparátu mozku neurotransmise a neuroplasticity.[12][11][13][14]

Reference

  1. ^ Hebb CO, Whittaker VP (1958). "Intracelulární distribuce acetylcholinu a cholin acetylázy". J. Physiol. 142: 187–96. doi:10.1113 / jphysiol.1958.sp006008. PMC  1356703. PMID  13564428.
  2. ^ Gray EG, Whittaker VP (1960). Izolace synaptických vezikul z centrálního nervového systému. J Physiol (Londýn) 153: 35P-37P.
  3. ^ Gray EG, viceprezident Whittaker (leden 1962). „Izolace nervových zakončení z mozku: elektronově mikroskopická studie buněčných fragmentů získaných homogenizací a centrifugací“. Anatomy Journal. 96: 79–88. PMC  1244174. PMID  13901297.
  4. ^ Whittaker VP, Michaelson IA, Kirkland RJ (únor 1964). „Oddělení synaptických vezikul od nervově zakončujících částic („ synaptosomů “)“. The Biochemical Journal. 90 (2): 293–303. doi:10.1042 / bj0900293. PMC  1202615. PMID  5834239.
  5. ^ Whittaker VP (1965). "Aplikace technik subcelulární frakcionace ke studiu mozkových funkcí". Pokrok v biofyzice a molekulární biologii. 15: 39–96. doi:10.1016/0079-6107(65)90004-0. PMID  5338099.
  6. ^ Zimmermann, Herbert (2018). „Victor P. Whittaker: Objev synaptosomu a jeho důsledky“. Springerovy protokoly. 141: 9–26. doi:10.1007/978-1-4939-8739-9_2.
  7. ^ Ivannikov, M .; et al. (2013). „Synaptická vezikulární exocytóza v hipokampálních synaptosomech přímo koreluje s celkovým mitochondriálním objemem“. J. Mol. Neurosci. 49 (1): 223–230. doi:10.1007 / s12031-012-9848-8. PMC  3488359. PMID  22772899.
  8. ^ Whittaker VP (1993). „Třicet let výzkumu synaptosomu“. J Neurocytol. 22: 735–742. doi:10.1007 / bf01181319.
  9. ^ Breukel AI, Besselsen E, Ghijsen WE (1997). "Synaptosomy. Modelový systém ke studiu uvolňování více tříd neurotransmiterů". Metody v molekulární biologii. 72: 33–47. doi:10.1385/0-89603-394-5:33. PMID  9249736.
  10. ^ Carlin RK, Grab DJ, Cohen RS, Siekevitz P (září 1980). „Izolace a charakterizace postsynaptických hustot z různých oblastí mozku: obohacení různých typů postsynaptických hustot“. The Journal of Cell Biology. 86 (3): 831–45. doi:10.1083 / jcb.86.3.831. PMC  2110694. PMID  7410481.
  11. ^ A b Morciano M, Burré J, Corvey C, Karas M, Zimmermann H, Volknandt W (prosinec 2005). "Imunoisolation of two synaptic vezicle pools from synaptosomes: a proteomics analysis". Journal of Neurochemistry. 95 (6): 1732–45. doi:10.1111 / j.1471-4159.2005.03506.x. PMID  16269012.
  12. ^ Bai F, Witzmann FA (2007). "Synaptosomová proteomika". Subcelulární biochemie. 43: 77–98. PMC  2853956. PMID  17953392.
  13. ^ Burré J, Beckhaus T, Schägger H, Corvey C, Hofmann S, Karas M, Zimmermann H, Volknandt W (prosinec 2006). „Analýza proteomu synaptických vezikul pomocí tří technik separace proteinů na bázi gelu“. Proteomika. 6 (23): 6250–62. doi:10.1002 / pmic.200600357. PMID  17080482.
  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, Moriyama Y, Klingauf J, Grubmüller H, Heuser J, Wieland F, Jahn R (listopad 2006). „Molekulární anatomie obchodující organely“. Buňka. 127 (4): 831–46. doi:10.1016 / j.cell.2006.10.030. hdl:11858 / 00-001M-0000-0012-E357-D. PMID  17110340.