研究人员表示，约翰斯·霍普金斯医学院团队已利用"电击冷冻"技术成功观测小鼠及人类活体脑组织中难以捕捉的脑细胞通信过程。这项发表于11月24日《神经元》期刊的新实验发现，可能帮助科学家探寻非遗传性帕金森病的根本病因。
帕金森基金会指出，帕金森病多数病例属于散发性神经退行性疾病。约翰斯·霍普金斯医学院细胞生物学副教授、该研究负责人渡边重树博士表示，连接两个脑细胞的突触作为关键信号传递点，历来难以深入研究。
在健康大脑中，突触囊泡——即脑细胞内传递信息的微小泡状结构——通过细胞间信息传递过程支持信息处理、学习和记忆形成。渡边博士强调，理解该过程对识别神经退行性疾病中细胞通信中断环节至关重要。
此前，渡边团队曾开发电击冷冻技术用于精细观察突触膜运动（相关成果发表于2020年《自然神经科学》）。该技术通过电脉冲刺激活体脑组织后急速冷冻，使电子显微镜可捕捉细胞运动的瞬时状态。
在今年早些时候发表于《自然神经科学》的研究中，渡边利用该技术在基因工程小鼠脑组织中，解析了关键蛋白intersectin如何将突触囊泡固定在特定位置直至激活邻近脑细胞。
在本次新研究中，团队使用正常小鼠脑组织样本，以及约翰斯·霍普金斯医院六名癫痫患者手术获取的活体皮层脑组织。这些手术需切除海马体病变组织，经患者授权后进行研究。
在德国莱比锡大学科学家延斯·艾勒斯和克里斯蒂娜·利普曼合作下，研究团队首先通过观察钙信号传导——即触发神经元释放神经递质的过程——在活体小鼠脑组织中验证了电击冷冻技术的有效性。
随后，科学家用电击冷冻技术刺激小鼠脑组织神经元，观察到突触囊泡与脑细胞膜融合并释放神经递质的过程。研究人员进一步追踪了小鼠脑细胞在神经通信后回收突触囊泡的胞吞作用机制。
团队将该技术应用于癫痫患者脑组织样本，发现人类神经元同样存在相同的突触囊泡回收通路。在小鼠与人类脑组织样本中，对突触膜超快回收至关重要的动力蛋白1xA均出现在突触膜的胞吞作用发生区域。
渡边博士表示："我们的发现表明，突触膜超快胞吞作用的分子机制在小鼠与人类脑组织中具有保守性"，这证实相关模型研究对理解人类生物学具有重要价值。
渡边博士计划在后续实验中，将电击冷冻技术应用于经授权获取的帕金森病患者深部脑刺激手术样本，深入研究其突触囊泡动态变化。
参考文献： Eddings CR, Fan M, Imoto Y, et al. 小鼠与人类皮层突触的超微结构膜动态. 《神经元》. doi:10.1016/j.neuron.2025.10.030
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