深圳新聞網(wǎng)2025年10月22日訊（深圳特區(qū)報(bào)記者 聞坤）日前，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（簡(jiǎn)稱“中國(guó)科大”）/中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱“深圳先進(jìn)院”）腦認(rèn)知與腦疾病研究所/深港腦科學(xué)創(chuàng)新研究院畢國(guó)強(qiáng)、劉北明、陶長(zhǎng)路團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校周正洪團(tuán)隊(duì)、南方科技大學(xué)王培毅團(tuán)隊(duì)、深圳先進(jìn)院孫堅(jiān)原團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表最新研究成果。

在該研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主研發(fā)的毫秒級(jí)時(shí)間分辨原位冷凍電鏡成像技術(shù)，破解了神經(jīng)信息傳遞過(guò)程中，突觸囊泡釋放與快速回收的完整生物物理過(guò)程，并提出“親吻-收縮-逃逸/融合”模型。這一成果統(tǒng)一了科學(xué)界關(guān)于突觸囊泡釋放與回收機(jī)制長(zhǎng)達(dá)50年的兩個(gè)爭(zhēng)議模型，為理解神經(jīng)信號(hào)傳遞、神經(jīng)可塑性及相關(guān)腦疾病機(jī)理提供了全新視角。

為了“看清”突觸囊泡傳遞信息的動(dòng)態(tài)過(guò)程，研究團(tuán)隊(duì)將光遺傳學(xué)刺激與投入式冷凍技術(shù)進(jìn)行耦合，開發(fā)出了毫秒級(jí)時(shí)間分辨的冷凍電鏡制樣技術(shù)。基于此技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)清晰地揭示了突觸囊泡釋放與快速回收的完整過(guò)程，并提出“親吻-收縮-逃逸/融合”全新的理論模型：當(dāng)神經(jīng)信號(hào)達(dá)到后4毫秒內(nèi)，裝載著神經(jīng)遞質(zhì)的囊泡先與突觸前膜“親吻”形成約4納米的融合孔。隨后，囊泡發(fā)生快速收縮，其表面積減半，變成小囊泡。最終，大部分小囊泡在70毫秒內(nèi)開始以“逃逸”方式離開，少部分則與突觸前膜“全融合”。

該研究刷新了傳統(tǒng)認(rèn)知：囊泡釋放并非簡(jiǎn)單的全融合或親吻-逃逸，而是包含一個(gè)關(guān)鍵的中間收縮階段。這一進(jìn)展，不僅統(tǒng)一了半個(gè)世紀(jì)以來(lái)的科學(xué)爭(zhēng)議，也為深入理解神經(jīng)信號(hào)傳遞、突觸可塑性以及阿爾茲海默癥、帕金森病等腦疾病發(fā)病機(jī)理研究提供了新視角。此外，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的毫秒級(jí)時(shí)間分辨原位冷凍電鏡成像等創(chuàng)新技術(shù)，有望為研究細(xì)胞內(nèi)其他動(dòng)態(tài)過(guò)程如病毒感染、藥物作用等過(guò)程提供新的技術(shù)手段。