在LTD發生過程中，含有GluA1同聚體的鈣不通透性AMPAR（CI-AMPARs）會通過網格蛋白介導的內吞作用進行內化，而含有GluA1/A2異聚體的鈣通透性AMPAR（CP-AMPARs）先被招募到突觸，介導了鈣內流。在LTD維持階段，這些CP-AMPARs最終需要被移除，然而移除機制暫不明確。
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2022年5月25日，德國萊布尼茨研究所Tanja Maritzen和Volker Haucke研究團隊借助轉基因鼠模型、病毒載體介導的基因表達調控技術、分子生物學技術及成像技術等多種手段發現阿爾茲海默癥風險因子CLAM可雙向調控突觸可塑性及調節學習能力的核心內吞機制。并在Science Advances雜志上發表研究論文，標題為：Selective endocytosis of Ca2+-permeable AMPARs by the Alzheimer’s disease risk factor CALM bidirectionally controls synaptic plasticity。
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首先，研究者分離小鼠的突觸小體進行胰蛋白消化篩選，以識別突觸后選擇性富集的內吞蛋白。結果發現，CALM（網格蛋白裝配淋巴樣骨髓白血病蛋白） 作為一種內吞蛋白，選擇性富集于AMPAR內吞發生的突觸后區域。
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隨后，特異性在皮層和海馬興奮性神經元中敲除CALM（CALM KOEMX小鼠）發現，經單次theta脈沖刺激（theta burst stimulation，TBS）后LTP顯著增加；經低頻刺激（LFS）誘導的LTD減少。免疫組化結果顯示，特異性在皮層和海馬興奮性神經元中敲除CALM可導致部分含GluA1的AMPARs重新分配到神經元表面。
研究者借助AAV介導CALM在CALM敲除小鼠過表達，發現了CALM可特異性調控含GluA1的AMPARs表面水平。成像結果顯示，CALM可選擇性地促進GluA1在突觸后膜的內吞作用，神經元缺失CALM則會導致海馬神經元GluA1同體的內吞作用。提示了CALM通過選擇性促進CP-AMPARs的內吞作用，在突觸可塑性中起雙向調控的作用。
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借助Morris水迷宮發現，CALM KOEMX小鼠表現出更強的空間學習能力。這些提示了突觸后富集的內吞蛋白CALM在LTD和LTP階段發揮不同作用，并調節空間學習能力。
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最后，研究者探討CALM介導GluA1同聚體內吞作用的分子機制，發現GluA1的內吞作用是由CALM介導的膜重構驅動的。CALM 通過依賴泛素結合結構域ANTH的識別選擇性地促進泛素化CP-AMPAR 的內吞作用。提示了CALM和包含ANTH結構域的相關蛋白是決定CP-AMPARs表面水平，雙向調控突觸可塑性及調節學習能力的核心內吞機制。
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和元生物可為研究者穩定提供文中使用AAV和慢病毒載體，助力基因表達調控技術！