神经所研究人员解析动作电位爆发和传播的机制

7月26日，Nature  Neuroscience发表了中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所舒友生研究组胡文钦等的研究论文  “钠通道亚型Nav1.6和Nav1.2在动作电位爆发和反向传播中的不同贡献”。该论文被选为封面故事。同期的News  and  Views还发表了斯坦福大学Dulla和Huguenard教授对该论文的重点介绍。

该研究论文试图回答神经科学领域的一个基本问题：动作电位的产生和传播的机制是什么？传统观点认为，动作电位在神经元轴突始段（AIS）爆发是由于该部位分布有高密度的Na+通道。在皮层锥体神经元的AIS上，近端和远端都存在高密度的Na+通道，但是动作电位却偏向性地在AIS远端爆发，这是什么原因？胡文钦等应用免疫荧光染色的方法发现高阈值的Nav1.2通道聚集在AIS的近端，而低阈值的Nav1.6通道聚集在AIS远端—对应于动作电位的爆发位点；应用电生理和计算机模拟等方法发现AIS远端的Nav1.6通道促进动作电位的爆发，近端的Nav1.2通道促进动作电位向胞体和树突的反向传播。这样，两种Na+通道亚型在动作电位的爆发和反向传播中的贡献截然不同。由于动作电位的爆发阈值决定了神经元的兴奋性，同时，反向传播的动作电位又是特定突触可塑性的基础；因此，AIS上Na+通道亚型是有效控制神经系统兴奋性和可塑性的重要靶向分子。