Science丨哺乳动物小脑中AMPA受体-TARP复合物的结构与组织

背景：AMPA受体在中枢神经系统中介导快速兴奋性突触传递，其亚基组成的多样性支持学习与记忆功能。小脑中AMPA受体表现出细胞特异性差异，神经元突触依赖钙离子不通透受体进行高频兴奋传递，而伯格曼胶质细胞则依赖钙离子通透受体调节突触功能及胶质细胞-神经元偶联。核心亚基GluA4在小脑中特异性高表达，但GluA4如何与不同的跨膜AMPAR调节蛋白组装成特定复合物，以及这些亚型如何精确分布以支持不同细胞功能，尚不清楚。研究目的：通过结合冷冻电镜、质谱分析和电生理学等技术，解析猪小脑中主要的GluA4-TARP复合物的结构与组织原则，阐明不同受体亚型如何支撑特定细胞生理功能。结论：研究鉴定出两类主要受体复合物：神经元中的钙离子不通透GluA2/A4异源八聚体与I型TARP结合，介导主要传入信号；伯格曼胶质细胞特有的钙离子通透GluA1/A4异源六聚体与II型TARP结合，调节钙离子信号。GluA4通过其紧凑的N端结构域促进受体突触定位，揭示了受体亚基化学计量、TARP亚型选择与细胞功能之间的精确对应关系，为理解突触传递及胶质细胞-神经元相互作用的分子机制提供了结构基础。