神经科学研究所 (IN) 是西班牙国家研究委员会 (CSIC) 和埃尔切米格尔埃尔南德斯大学 (UMH) 的联合中心，该研究所与东京庆应义塾大学共同领导了一项研究，证明了神经递质谷氨酸受体之一在小脑突触功能中的重要作用。

发表在《细胞报告》杂志上的这项研究描述了海人酸受体作为突触受体和支持神经元之间连接结构的“支架”的分子机制。

这些结果使得使用特定组合的海人酸受体亚基设计新的突触连接器成为可能，并为未来的治疗应用提供了有希望的途径。

突触是神经元相互建立联系以传递信息的连接点。为了进行这种交流，突触前神经元会释放一种神经递质，然后由突触后神经元接收。

由印度理工学院 CSIC 研究员 Juan Lerma 领导的突触生理学实验室对谷氨酸受体进行了广泛的研究，谷氨酸受体是参与中枢神经系统各种过程的神经递质，特别是海人酸受体，它是介导神经元间通讯的三种谷氨酸受体家族之一。

研究人员说：“多年来，我们一直试图找出海人酸受体在突触生理学和脑病理学中的作用。”

他的实验室为理解这些蛋白质在突触通讯中的作用做出了重大贡献，这些蛋白质一旦失调就会导致多种神经和神经精神疾病。

IN 研究小组此前曾发现 GluK4 蛋白（组成海人酸受体的五个亚基之一）在自闭症、抑郁症和焦虑症等病症中过度表达时会发挥的作用。他们还证明，唐氏综合症患者的 GluK1 蛋白有三倍，而这些失代偿水平是这些患者出现空间记忆缺陷的原因。

此外，东京庆应义塾大学医学院神经生理学系的汤崎道介教授实验室多年来一直研究小脑中突触的功能，发现该区域中的C1ql1和Gai3蛋白之间存在相互作用，从而促成突触的形成。

然而，这项新研究的结果改变了这一概念，证明如果两种蛋白质没有与海人酸受体相互作用，突触就不会形成：“通过结合我们在这次新合作中的经验和知识，我们已经能够完全重新定义小脑中的突触形成，”Yuzaki说。

专家证实，小脑浦肯野神经元表达的 GluK4 的存在对于支持攀爬纤维和这些神经元之间的突触传递的相互作用至关重要。为了证实这一点，研究人员使用了小鼠模型，在这些模型中，他们通过基因操纵了这些蛋白质的表达。

实验在阿利坎特的 Lerma 实验室和东京的 Yuzaki 实验室进行，结果表明，在小脑中，当这两个海人酸受体中的任何一个受到抑制时，运动学习所必需的突触可塑性就会受到严重影响，而这两个受体都是突触形成所必需的。

突触可塑性失败的影响

这项研究的共同第一作者 Ana Valero Paternain 解释说：“突触可塑性是大脑形成连接并根据需要调节连接的能力。当可塑性失效时，就会出现严重的运动缺陷。”

“在实验室中，我们已经验证，当突触数量减少时，老鼠就无法学习运动行为，”该文章的另一位共同第一作者 Wataru Kakegawa 说。

仿照类似蛋白质而制成的合成突触连接器有望修复阿尔茨海默病和脊髓损伤小鼠模型中受损的突触。因此，该结果为未来的治疗应用开辟了有希望的途径。