主要观点总结
本文介绍了神经元中周期性内质网-质膜（ER-PM）连接点的发现及其功能，包括其在树突内信号传递中的作用和在神经疾病中的潜在影响。文章讨论了这种结构的形态、功能和技术突破，以及如何捕捉神经元中的精细结构。
关键观点总结
关键观点1: 神经元中周期性内质网-质膜（ER-PM）连接点的发现揭示了树突内信号传递的新机制。
这种结构在神经元中以约1微米的间隔周期性分布，并通过钙信号调控机制支持长距离的信号传播。
关键观点2: ER-PM连接点作为钙信号的枢纽，在神经信号传递中起到关键作用。
这些连接点富含钙离子通道和关键分子机器，通过局部放大信号和促进钙信号传递至更远的距离，从而影响神经元的整体功能。
关键观点3: 技术突破如超分辨显微镜和聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）的结合，使得捕捉神经元中的精细结构成为可能。
这些技术为揭示ER-PM连接点的形态和功能提供了有力支持。
关键观点4: ER-PM连接点的发现对神经疾病的诊断和治疗提供了新的视角。
许多神经疾病与钙信号调控异常有关，而ER-PM连接点的结构和功能改变可能是其中的关键。针对这些连接点的调控可能成为一种全新的治疗策略。
正文
而且，这种结构不仅在体外培养的神经元中被观察到，还存在于小鼠和果蝇等动物的大脑中。研究发现，在果蝇的大脑蘑菇体（mushroom body）神经元中，类似的“梯状”结构分布更加复杂，表明这一现象在不同物种间具有显著的保守性。
这一发现的重要性在于，它为解释树突内钙信号的长距离传播提供了物理基础。通过周期性分布的ER-PM连接点，树突内的信号可以像接力赛一样，从一个“横档”传递到下一个。这种机制如同一座“信息高速桥梁”，让每个突触的输入不仅仅影响局部，还能在更大范围内引发协同反应。
内质网-质膜（ER-PM）连接点在海马神经元树突中的周期性分布及其结构特征
（Credit:
Cell
）
图(A) 通过示意图展示了海马神经元的不同树突区域，包括近端树突（直径为0.5–4.1 μm）、中段树突（直径为0.3–1.2 μm）以及远端树突（直径为0.1–0.76 μm）。这些区域的划分为后续研究提供了明确的空间定位参考。
图(B) 和 (C) 通过Lattice-SIM超分辨显微镜技术揭示了在培养21天的原代大鼠海马神经元树突中，内质网呈现出“梯状”的分布模式，尤其是在近端和中段树突区域。这些“横档”结构表现为内质网横向分支与质膜的接触点。
Junctophilin-3（JPH3）的分布模式
图(D) 和 (E) 显示了JPH3在树突中的内源性分布，标记显示这些蛋白聚集在质膜附近的特定位置，并与内质网的横向分支相连接，分布间隔约为0.8–1 μm。
图(F) 和 (G) 提供了定量分析，显示在近端和中段树突区域，ER-PM连接点的平均间隔分别为0.82 ± 0.12 μm和0.81 ± 0.11 μm；内质网横向连接的平均间隔分别为0.74 ± 0.13 μm和0.76 ± 0.16 μm。这种高规律性的分布进一步证明了“梯状”结构的周期性。
图(H) 和 (I) 展示了不同直径的树突中内质网的组织复杂性。较粗的近端树突内质网结构更为复杂，而较细的远端树突则呈现单一管状结构。这种变化与树
在神经元的树突中，周期性分布的内质网-质膜（ER-PM）连接点如同信号传递的“枢纽站”，其功能远超单纯的结构支撑。这些连接点不仅承载着钙离子（Ca²⁺）流动的关键机制，还在信号的局部放大与长距离传播中发挥核心作用。研究揭示，这些连接点通过紧密结合的分子机器，为树突内的信号整合和传播提供了强有力的支持。
每个ER-PM连接点都富含Ca²⁺流入和释放的核心蛋白。质膜上的电压门控钙通道（如CaV2.1和CaV2.2）能够感应突触活动带来的膜电位变化，将钙离子导入胞内；而内质网上的Ryanodine受体（RyRs）则作为钙释放通道，在局部刺激下触发内质网内储存的钙离子释放。这种双向作用使得ER-PM连接点成为钙信号传递的枢纽。
更为独特的是，这些连接点能够通过局部放大信号，促使钙信号传递至更远的距离。实验表明，当树突的某一突触受到局部刺激时，钙信号可以通过这些连接点，以20微米以上的距离传播到其他树突区域。这一过程依赖于“梯状”结构的分布特性，每个连接点通过内质网的横向延伸相互连接，将信号层层传递。这种模式被形象地比喻为“接力赛”，将局部活动转化为更大范围的化学信号响应。
此外，ER-PM连接点还支持钙依赖性分子机制的激活。例如，钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶II（CaMKII）在这些连接点被有效激活，从而进一步调控突触的可塑性。这些分子级的活动表明，ER-PM连接点不仅是钙信号的通道，更是其整合和调控的核心。
这种功能性的复杂性使得ER-PM连接点成为研究神经元信息处理的焦点。通过这些“枢纽站”，局部突触信号得以超越其物理限制，扩展到整个树突网络，展现了神经元对复杂信息的高效整合能力。
在神经元复杂的分子网络中，钙离子（Ca²⁺）与钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶II（CaMKII）之间的协作被形象地称为一场“合作之舞”。这种动态而精确的合作在周期性分布的内质网-质膜（ER-PM）连接点上得以完美展现，成为树突内信号调控的核心机制之一。
研究表明，钙信号在ER-PM连接点的触发是CaMKII活化的关键起点。质膜上的电压门控钙通道（如CaV2.1和CaV2.2）感应突触活动，将钙离子导入胞内，引发局部钙浓度的升高。同时，ER-PM连接点内的Ryanodine受体（RyRs）响应这种变化，释放内质网中储存的大量钙离子。由此形成的高浓度钙信号触发钙调蛋白与CaMKII的结合，使CaMKII进入活化状态。
