近日，西安交通大学生命学院王昌河教授团队联合四川大学赖颖研究员团队在《自然-通讯》上发表最新研究成果。研究发现，当神经元内Zn2+浓度升高时，可显著增强神经递质的自发释放）。进一步的机制研究发现，突触融合关键调控蛋白Synaptotagmin 1（Syt1）能够与Zn2+发生相互作用，通过影响突触囊泡的融合与释放，从而改变突触传递效率与神经元间的信号通信。

这一发现不仅揭示了Zn2+在神经元信号调控中的潜在作用机制，也为进一步研究Zn2+在神经系统疾病中的致病机制提供了重要的理论依据和研究起点。

研究发现，向体外培养海马神经元的细胞外液中注入Zn2+，可观察到其以剂量依赖的方式显著增加微小兴奋性突触后电流（mEPSC）的频率，但mEPSC的幅值未发生变化，提示Zn2+在静息状态下主要通过增强突触前囊泡的释放概率发挥作用。相比之下，Zn2+对诱发性兴奋性突触后电流（evoked EPSC）幅度未产生显著影响，进一步支持其作用机制偏向于调控自发释放事件的频率而非单一突触事件的强度。这些结果提示，Zn2+可能通过与Syt1相互作用，选择性调节突触小泡的释放频率，从而参与调控突触前活动和神经元之间的信息传递。

该研究最终表明，Zn2+在病理条件下对Synaptotagmin 1（Syt1）的调控机制与其在生理状态下参与自发释放的模式存在显著差异。在生理条件下，自发释放被抑制在基线水平，直至胞内Ca2+升高并结合Syt1，促使其与SNARE复合物协同介导突触小泡融合。而在病理状态下，细胞内Zn2+浓度升高时，Zn2+可能结合到Syt1的C2A-C2B结构域界面结合，改变其构象并增强了其对阴离子膜的结合能力，促进囊泡与突触前膜的对接，从而诱导突触前自发释放事件异常增加。

本研究首次提出，Syt1-Zn2+复合物的构象在Syt1介导的病理性自发神经递质释放过程中具有关键调控作用。该研究发现了一个简洁而新颖的Syt1-Zn2+相互作用模型，揭示了在癫痫发作、短暂性脑缺血或创伤等病理条件下，内源性Zn2+浓度升高如何通过作用于Syt1，促进突触小泡对接与异常释放，进而导致神经元的过度兴奋与毒性反应。该研究为深入理解Zn2+在神经系统疾病中的作用提供了重要的理论基础，也为相关疾病的干预策略提供了潜在靶点。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62496-1