【新手指南】小白速看｜突触囊泡膜蛋白Synaptophysin——神经元标记及突触前定位工具

简介

突触囊泡膜蛋白Synaptophysin（突触素，缩写SYP）是神经元突触前囊泡的标志性整合膜蛋白，其表达水平可反映突触的数量和密度，是神经生物学领域标记突触前结构、研究突触可塑性、解析神经环路连接的核心工具分子。其分布具有严格的突触前特异性：高度富集于神经元轴突末端的突触囊泡膜，尤其集中在突触前致密区；在神经元胞体、树突及非神经元细胞中几乎不表达，这是它作为突触前标记物的核心基础。

图1. 接受初级感觉运动皮层（SM1）投射的导水管周围灰质（PAG）神经元突触前末梢的标记，及其与蓝斑（LC）去甲肾上.腺素能（TH⁺）神经元、延髓头端腹内侧区（RVM）5-羟色胺能（TPH⁺）神经元的共定位（IF=15.7，客户文章：Wang GH et al., Nat Commun, 2025.）

病毒工具介绍

基于SYP的重组腺相关病毒（rAAV）载体，是实现突触前结构精准可视化的核心工具，以常用病毒rAAV-hSyn-mGFP-T2A-Synaptophysin-mRuby-WPRE-hGH polyA为例：

• hSyn为神经元特异性启动子，确保仅在神经元内驱动基因表达，避免非特异性干扰；
• 通过T2A自剪切肽实现双蛋白独立表达——膜定位绿色荧光蛋白mGFP标记神经元整体形态（胞体膜、轴突膜、树突膜），Synaptophysin-mRuby融合蛋白则借助SYP的突触前靶向特性，精准锚定到突触前囊泡膜，实现红色荧光特异性标记；
• WPRE与hGH polyA元件可显著提升基因表达效率与稳定性，保证转录精确终止。

应用

在实验中，通常通过脑立体定位注射将上述病毒递送到目标脑区。感染数周后，通过多通道荧光显微镜或共聚焦显微镜观察，实现其核心功能：

• 通过绿色荧光（mGFP）标记神经元整体形态；
• 通过红色荧光（mRuby）实现突触前定位，展示突触前末梢的精确分布，进而反映突触的分布、密度或形态等，为探究突触可塑性提供直观依据；
• 结合红绿色荧光的空间对应关系，解析神经环路连接。

客户案例分享

使用我司病毒：

rAAV2/9-hSyn-DIO-mGFP-T2A-Synaptophysin-mRuby-WPRE-hGH pA

rAAV2/9-CaMKIIa-Cre-WPRE-hGH pA

解析神经环路连接

为明确内侧前额叶皮层（mPFC）向丘脑室旁核（PVT）的谷氨酸能投射连接，研究采用双病毒联用策略：将CaMKIIa启动子（靶向谷氨酸能神经元）驱动的Cre顺行病毒，与Cre依赖的突触前定位病毒（rAAV2/9-hSyn-DIO-mGFP-T2A-Synaptophysin-mRuby）单侧注射至mPFC。后者借助Synaptophysin的突触前靶向特性，通过Synaptophysin-mRuby融合蛋白的红色荧光精准锚定突触前末梢；同时，独立表达的mGFP标记谷氨酸能投射神经元整体形态。实验结果显示，PVT神经元周围出现高强度红色与绿色荧光信号，直接证明mPFC谷氨酸能神经元通过突触前末梢对PVT形成神经支配，为该通路的解剖学连接提供了直观的可视化证据。

图2. mPFC和PVT之间存在结构连接（IF=12.4，客户文章：Li X et al., Theranostics, 2025.）

探究病理状态下的突触前末梢变化（突触可塑性）

在甲基.苯丙丶胺（METH）条件位置偏爱（CPP）形成机制研究中，研究人员同样采用上述双病毒联用策略标记mPFC投射到PVT的谷氨酸能突触前末梢（mRuby⁺），并结合谷氨酸能突触前囊泡标志物——囊泡谷氨酸转运体2（vGluT2）进行共定位分析。结果显示，与生理盐水组相比，METH处理组小鼠PVT区域内，Synaptophysin（红色）和vGluT2（紫色）共标（Syn⁺vGluT2⁺）末梢数量显著增多，提示在METH CPP形成过程中，mPFC-PVT通路突触前结构发生显著重塑与强化。

图3. METH CPP形成过程中，PVT内mPFC谷氨酸能末梢数量增多（IF=12.4，客户文章：Li X et al., Theranostics, 2025.）

我司可提供Synaptophysin病毒产品，部分列表如下：

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