Synaptotagmin-IV modulates synaptic function and long-term potentiation by regulating BDNF release.
Synaptotagmin-IV modulates synaptic function and long-term potentiation by regulating BDNF release.
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DOI：
10.1038/nn.2315
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发表时间：
2009-06
影响因子：
25
通讯作者：
Chapman, Edwin R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dean, Camin;Liu, Huisheng;Dunning, F. Mark;Chang, Payne Y.;Jackson, Meyer B.;Chapman, Edwin R.
突触结合蛋白-IV (syt-IV) 是一种影响学习和记忆的膜运输蛋白，但其定位和在突触功能中的作用仍不清楚。在这里，我们发现 syt-IV 定位于海马神经元中含有 BDNF 的囊泡。 Syt-IV/BDNF 携带的囊泡在轴突和树突中进行胞吐作用，并且 syt-IV 抑制这两个位点的 BDNF 释放。 syt-IV 的敲除增加了 FM 染料通过突触后 BDNF 释放的变化间接从突触前末梢脱色的速率，而过表达则降低了这种速率。因此，突触后 syt-IV 调节 BDNF 的跨突触作用，以控制突触前囊泡动力学。此外，突触前 syt-IV 的选择性丢失增加了自发量子释放，而突触后 syt-IV 的丢失增加了量子振幅。最后，syt-IV 敲除小鼠表现出增强的 LTP，这完全取决于 BDNF 释放的去抑制。因此，syt-IV 对 BDNF 分泌的调节成为一种在长期增强过程中将突触强度维持在有用范围内的机制。
Synaptotagmin-IV (syt-IV) is a membrane trafficking protein that influences learning and memory, but its localization and role in synaptic function remain unclear. Here we discovered that syt-IV localizes to BDNF-containing vesicles in hippocampal neurons. Syt-IV/BDNF-harboring vesicles undergo exocytosis in both axons and dendrites, and syt-IV inhibits BDNF release at both sites. Knockout of syt-IV increases, and over-expression decreases, the rate of FM dye destaining from presynaptic terminals indirectly via changes in post-synaptic release of BDNF. Hence, post-synaptic syt-IV regulates the trans-synaptic action of BDNF to control presynaptic vesicle dynamics. Furthermore, selective loss of presynaptic syt-IV increased spontaneous quantal release, while loss of post-synaptic syt-IV increased quantal amplitude. Finally, syt-IV knockout mice exhibit enhanced LTP, which depends entirely on disinhibition of BDNF release. Thus, regulation of BDNF secretion by syt-IV emerges as a mechanism to maintain synaptic strength within a useful range during long-term potentiation.
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