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AMPA受体的代谢
近年来研究表明AMPA受体和突触可塑性密切相关,了解AMPA受体的整个生命过程有助于进一步认识突触可塑性,进而认识学习记忆的分子机制.AMPA受体在粗面内质网合成,经高尔基体修饰后,更多地分布在树突柄等非突触部位,LTP和CaMKⅡ可以启动AMPA受体的突触插入,之后通过其胞质内C端,由ABP,GRIP和NSF等蛋白介导,锚定于突触后致密斑.PICK1和PKC可以介导突触膜上AMPA受体的胞吞过程,离开突触后,AMPA受体或被重新循环利用,或被溶酶体终降解.
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衰老过程中有氧运动干预对海马突触可塑性及PDE-4基因表达的影响
目的:探讨大鼠衰老过程中进行有氧运动干预对海马突触可塑性及磷酸二酯酶-4(Phos-phodiesterase 4,PDE-4)基因表达水平的影响.方法:雄性SD大鼠,45只,随机分为对照组(C组)、D-半乳糖致衰老模型组(A组)、D-半乳糖致衰老+有氧运动干预组(AE组).进行6周衰老造模,AE组在造模过程中进行中等负荷游泳运动干预.取材后,尼氏染色观察大鼠海马齿状回(dentate gyms,DG区)神经元形态结构变化;免疫荧光检测大鼠海马DG区突触素(synaptophysin,Syp)、代谢型谷氨酸受体1(metabo-tropi glutamate receptor 1,mGluR1)数量和密度的变化;Real-Time PCR及Western Blotting检测大鼠海马磷酸二酯酶-4(Phos-phodiesterase 4,PDE-4)mRNA及蛋白的表达.结果:(1)与C组比,A组大鼠出现精神不振、嗜睡、动作迟缓等衰老体征,海马神经元数量明显减少,排列紊乱,细胞间距增大,胞质中尼氏体着色变浅等;(2)Syp和mGluR1 IOD值变化趋势一致:A组非常显著性低于C组(P＜0.01),AE组非常显著性高于A组(P＜0.01).(3)PDE-4 mRNA及蛋白表达变化趋势一致:A组非常显著性高于C组(P＜0.01),AE组非常显著性低于A组(P＜0.01).(4)PDE-4 mRNA与Syp、mGluR1的IOD值呈显著性负相关(P＜0.01,P＜0.05).结论:(1)衰老过程中进行有氧运动干预可以修复海马神经元的形态结构,使Syp和mGluR1数量和密度保持在一定水平上,以维持突触可塑性,进而改善脑功能,延缓脑衰老;(2)运动可能通过下调PDE-4基因的表达影响脑功能.
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运动对认知能力的影响及其神经生物学机制
人体研究与动物实验证明,运动会影响脑的多种功能,对脑的健康有着重要作用,包括提高认知能力Ⅲ,延缓由衰老引起的认知能力下降[2,3]以及降低抑郁症状[4,5].关于运动影响脑功能的机制研究主要集中在运动后神经可塑性的变化方面,如神经发生、突触可塑性、树突棘密度与血管新生等[6,7].特别是海马作为与认知功能密切相关的脑区,在运动后其齿状回(dentate gyrus,DG)的颗粒细胞下层(subgranular zone,SGZ)会产生大量的新生神经细胞[1,8,9].因此认为,运动对认知能力的影响至少有部分依赖于海马结构与突触可塑性的改变.
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过度运动导致海马神经细胞损伤与凋亡研究进展
过度运动可导致机体多组织器官细胞发生损伤和病理性凋亡,威胁运动员和体育爱好者的健康.新的研究发现,过度运动亦可导致大脑海马神经细胞的损伤和凋亡.过度运动引起的海马神经细胞损伤和凋亡的机制区别于其他组织器官,与N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor,NMDAR)过度激活导致的神经元兴奋性毒性损伤以及内质网过度应激有关.本文对过度运动导致的海马神经细胞损伤和凋亡的近期研究结果、机制和影响进行综述.
关键词： 过度运动 海马 凋亡 突触可塑性 N-甲基-D-天冬氨酸受体 -
电磁辐射对突触后膜信息传递的影响
中枢神经系统是电磁辐射高度敏感的靶部位,其中突触是为敏感的靶点之一.电磁辐射引起学习记忆的改变已成为关注的热点.突触可塑性是学习记忆的神经基础.
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射频辐射对突触可塑性的影响
在神经系统中,一个细胞将其信息传递到另一个细胞的结构部位被称为突触.突触传递的分子机制是一个极其复杂的过程,各种信息通过突触的电-化学-电的转变,使脑的许多功能成为可能,如学习、记忆、感觉和睡眠等.
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微小RNA在药物成瘾中的作用研究进展
药物成瘾是一种慢性、反复发作的脑疾病,主要表现为强迫性觅药和对药物的持续性渴求,其本质是机体长期接触成瘾性物质后中枢神经系统产生的代偿性适应.微小RNA (microRNA)作为一类重要的内源性非编码RNA,在转录后水平调控基因的表达,对机体的多种生理和病理生理过程发挥调节作用.研究表明,中枢神经系统中存在多种microRNA,参与中枢神经系统的发育、神经元分化和突触可塑性等过程,提示其可能在药物成瘾过程中发挥重要作用.目前microRNA在药物成瘾领域的研究报道越来越多,本文就近年来microRNA在药物成瘾中作用的研究进展进行综述.
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N-甲基-D-天冬氨酸-2B受体功能的研究进展
N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体是一种配体门控型离子通道,由7种亚型(NR1,NR2A,NR2B,NR2C,NR2D,NR3A和NR3B)组成,通过其不同亚型与细胞内多种蛋白相互作用.NR2B受体参与突触信号转导和蛋白之间的调节,与学习、记忆、疼痛感受、进食行为及多种神经疾病有关.本文综述了近年来有关NR2B受体的结构、分布及功能调节等方面的研究进展.
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衰老性学习记忆减退相关的脑内单胺类神经递质研究进展
学习记忆减退是机体衰老的一个重要表现,严重影响老年人的健康水平和生活质量.衰老性学习记忆减退往往伴随着相关脑区去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺神经递质水平的降低.不同脑区单胺类神经递质通过与受体结合调节突触可塑性,从而在学习记忆中发挥着重要的作用.本文对衰老过程中不同脑区单胺类神经递质的变化、调节学习记忆的机制和导致递质异常的因素等方面进行综述,以便更好地理解衰老性学习记忆减退的机制,并为相关药物研究提供靶点信息.
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三七总皂苷对海马CA1区长时程增强效应的影响
三七总皂苷(Panax notoginseng saponins,PNS)是从传统中药三七的根中提取的主要有效成分,具有改善血液循环、耐缺氧、改善记忆力、抗衰老等多方面的生理活性.本研究采用"盲法"全细胞膜片钳技术观察PNS对大鼠海马CA1区锥体神经元长时程增强效应(LTP)的影响,以分析其增强学习记忆功能的神经电生理机制.以断头法分离Wistar大鼠(3～4 周)海马半脑,用切片机切出400 μm厚度的海马脑片,以全细胞电压钳制方式记录CA1区锥体细胞的兴奋性突触后电流(EPSCs),给予高频刺激HFS(100 Hz)诱导LTP,分析PNS对大鼠海马CA1区EPSCs和LTP的影响.结果表明,PNS(0.1～0.4 g·L-1)能显著抑制EPSCs(P＜0.05),且对海马CA1区LTP无易化作用;但PNS(0.04～0.05 g·L-1)不影响CA1区的EPSCs基础突触传递(P＞0.05),却可以增强HFS诱发的LTP(P＜0.05).上述结果提示,PNS(0.04～0.05 g·L-1)能易化海马CA1区锥体神经元的长时程增强效应,该作用应是其增进学习记忆力的神经电生理机制.
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越鞠丸对帕金森病抑郁模型小鼠的抗抑郁作用研究
目的 研究越鞠丸对帕金森病抑郁(PDD)模型小鼠的抗抑郁治疗效果及其作用机制.方法 清洁级健康成年雄性Balb/c小鼠32只,随机分为对照组和MPTP(1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶)亚急性模型组,模型组中筛选出抑郁样表型小鼠,单次灌胃给予越鞠丸11 g/kg,通过强迫游泳,悬尾以及糖水偏爱实验观察越鞠丸对PDD小鼠的抗抑郁治疗作用,并考察越鞠丸对PDD小鼠前额皮层突触蛋白PSD-95,Synapsin-1和GluR-1水平的影响.结果 开场实验中,MPTP造模以及越鞠丸11 g/kg单次给药后,小鼠活动总路程以及在中央区停留的时间比较差异均无统计学意义(P>0.05);而爬杆实验中,MPTP造模后,小鼠开始向下爬行时间以及爬杆总时间均延长(P<0.05或0.01),越鞠丸单次给药对其无显著影响(P>0.05).与对照组相比,MPTP模型组小鼠强迫游泳不动时间无明显变化(P>0.05),悬尾实验不动时间显著延长(P<0.05),糖水偏爱降低(P<0.05);越鞠丸单次给药后,对小鼠强迫游泳不动时间无影响(P>0.05),显著降低悬尾不动时间(P<0.05),并且增加小鼠糖水摄入量(P<0.05).与对照组相比,MPTP模型组小鼠前额皮层PSD-95,Synapsin-1和GluR-1蛋白表达显著下调(P<0.01或0.05),越鞠丸单次给药后,这些突触可塑性相关蛋白表达显著增加(P<0.05),而越鞠丸对小鼠前额皮层PSD-95,Synapsin-1和GluR-1蛋白的基础表达水平无显著影响(P>0.05).结论 越鞠丸对帕金森病抑郁模型小鼠具有显著抗抑郁样作用,其机制可能与越鞠丸增加PDD小鼠前额皮层突触可塑性相关蛋白PSD-95,Synapsin-1和GluR-1的表达有关.
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脑源性神经营养因子通路的抑制介导孕期摄食限制所致的雄性子代大鼠海马发育损伤
目的 观察孕期摄食限制(PFR)所致雄性子代鼠海马结构及功能损伤改变,并探讨其发生机制.方法 健康Wistar雌性大鼠受孕后第11～20天(GD11 ～GD20)限食,给予正常对照组日均摄食量的50％,部分孕鼠于GD20麻醉处死取胎鼠;其余孕鼠自然生产所得雄性子代鼠断奶后给予高脂饮食喂养,一批于生后17周龄(PW17)麻醉处死,另一批从PW17起,21 d内给予慢性不可预知性刺激(UCS)后,于PW20处死,取海马组织.采用HE染色和(或)透射电镜进行组织学观察,ELISA试剂盒检测胎鼠血皮质酮水平,PCR检测海马糖皮质激素受体(Gr)、脑源性神经营养因子(Bdnf)通路、突触可塑性相关基因的mRNA表达.结果 与正常对照组相比,PFR胎鼠海马显示亚细胞水平病理损伤,胎血皮质酮水平增加了1.19倍(P＜0.05),Gr mRNA表达升高了38％(P＜0.05),Bdnf、N-甲基-D-天冬氨酸受体亚单位1(Nr1)、Nr2B和突触蛋白Ⅰ的mRNA表达分别降低了25.0％,16.1％,16.1％和17.6％(P＜0.05).与高脂对照组相比,PFR成年子代鼠海马仅显示轻微病理改变,而PFR成年子代鼠在UCS后,海马病理损伤明显,表现为锥体细胞层极薄,细胞间隙增大,细胞数目减少和核皱缩,同时海马cAMP应答元件结合蛋白、Bdnf、酪氨酸激酶受体及Nr1 mRNA表达分别显著降低了51.0％,50.0％,52.0％和33.3％(P＜0.05,P＜0.01).结论 PFR可致雄性子代鼠海马结构及功能损伤,其机制可能与PFR所致的母源性高GC引起子代鼠海马Bdnf通路抑制有关.
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AMPA受体成像与突触可塑性
在中枢神经系统中,α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑丙酸(AMPA)型谷氨酸受体介导大部分快速兴奋性神经突触传递,受体插入和离开突触的转运过程高度动态化,该过程的调节对多种形式的突触可塑性起至关重要的作用.而突触可塑性被认为是包括学习、记忆在内的大脑高级认知行为的关键分子机制.研究表明,当AMPA受体或调控AMPA受体转运的蛋白发生遗传突变时,会导致各种各样的疾病,包括自闭症、精神分裂症、阿尔茨海默病以及智力障碍等疾病.因此,阐明AMPA受体转运和功能的调控对于理解大脑高级功能有重要意义.以前研究结果表明,利用连有荧光蛋白标签的AMPA受体,可以直接观察到受体在膜上的转移过程.大多数研究是在体外的原代神经元培养或急性脑片上进行的,令人欣喜的是,近,活体内突触蛋白的可视化得以实现,为研究突触可塑性提供了崭新的手段.本文主要讨论AMPA受体转运领域的重要发现,阐述体外成像和体内成像技术的发展对突触可塑性研究的贡献,并对该领域未来的发展进行展望.
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奖赏中枢突触可塑性在阿片类物质精神依赖中的作用
目的:阿片类物质精神依赖即物质滥用者表现出的对药物强烈的渴求和强迫性用药倾向,是成瘾的关键原因所在,目前已成为本领域研究的热点.本研究从奖赏中枢的突触可塑性角度,对阿片类物质精神依赖的神经解剖学基础和病理学基础研究进展进行综述.
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丁螺环酮对吗啡戒断焦虑大鼠海马、杏仁核突触结构可塑性和CaMKII的影响
目的:探讨丁螺环酮治疗吗啡依赖戒断焦虑的细胞和分子机制.方法:66只雄性SD大鼠随机分为生理盐水对照组(对照组)、吗啡戒断焦虑组(模型组)、丁螺环酮治疗组(治疗组).吗啡剂量递增皮下注射10 d自然戒断,于戒断1-3 d丁螺环酮灌胃治疗行高架十字迷宫实验后,取海马CA3区和杏仁核组织,用电镜体视学方法定量检测其各组突触的数密度(Nv)、面密度(Sv)、突触连接带平均面积(S),Western-blot技术检测其CaMKII的含量和磷酸化水平.结果:与模型组比较,治疗组大鼠进入开放臂的次数和时间明显增加(P<0.01或P<0.05);海马CA3区和杏仁核突触的Nv和Sv显著降低、S增加(P<0.01或P<0.05),CaMK II蛋白含量和β亚基磷酸化水平显著下调(P<0.01或P<0.05).结论:逆转吗啡戒断焦虑大鼠海马、杏仁核突触结构的可塑性和CaMKⅡ分子的变化可能是丁螺环酮缓解吗啡戒断焦虑的重要细胞和分子机制.
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单次可卡因注射对VTA区DA神经元兴奋性突触传递和内在兴奋性的影响
目的:研究单次可卡因注射24 h后VTA区多巴胺能(DA)神经元兴奋性突触传递强度和内在兴奋性的变化.方法:采用离体膜片钳技术,检测单次可卡因注射24 h后VTA区DA神经元自发性慢性内向流(slow inward currents,SICs)、内在兴奋性以及兴奋性突触后电流(EPSCs)的变化.结果:DA神经元的SICs、内在兴奋性和EPSCs均有显著增强.结论:单次可卡因注射后VTA区DA神经元兴奋性突触传递强度和内在兴奋性呈现协同增强效应.
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LTP与药物成瘾相关的研究进展
突触传递的长时程增强(long-term potentiaton,LTP)是指高频刺激传入神经纤维后引起突触效能的持续性增强.LTP是一种学习记忆的电生理指标,是突触可塑性的一个功能性指标,在经验依赖性突触可塑性的发展和形成中具有重要作用.药物成瘾不仅是一种慢性复发性脑病,而且是一种病理性学习记忆过程.
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突触可塑性与药物成瘾
突触可塑性是指突触在形态结构和功能上的可变动性和可修饰性,包括形态结构和功能的可塑性,是大脑重塑的基础,也是学习和记忆的神经生物学基础.药物成瘾或药物依赖,是由滥用药物与大脑奖赏系统相互作用产生的慢性、复发性脑病,主要表现为强迫性用药和对药物的持续性渴求.
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药物成瘾与中枢结构重塑
药物成瘾是典型的经验依赖性学习记忆过程,其引起的某些行为学和心理学改变可持续终身,这种持久性的改变与成瘾性药物引起的相关神经回路的结构重塑密切相关.本文将简要地回顾并综述吗啡、苯丙胺、可卡因、尼古丁等诱发的特定脑区(如伏核,与激励动机、奖赏效应等有关;前额叶皮层,与决策和行为控制力等相关)神经元树突和树突棘的结构改变,导致突触结构重塑、功能重整.
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酒精成瘾与伏隔核内谷氨酸能突触传递及可塑性
目前临床上治疗酒精成瘾的难点在于降低酒精渴求程度和复饮率,充分阐明酒精渴求和复饮的神经生物学机制是解决这一难题的关键.中脑-皮层-边缘环路异常的神经适应是导致药物渴求以及复发的重要机制,其中伏隔核和内侧前额叶两个脑区是该环路中重要的组成部分.动物研究表明长期酒精暴露或摄取引起伏隔核内谷氨酸能传递及其突触可塑性异常,而这些异常适应性增加了饮酒行为复发的易感性.因此,本文将基于在动物模型上的电生理研究成果,重点讨论长期酒精暴露引起的伏隔核内谷氨酸能传递适应性相关的新研究进展;其次,简单探讨内侧前额叶-伏隔核谷氨酸能传递在酒精渴求及其复发中的作用;后,分析论证恢复伏隔核内谷氨酸能突触传递的异常适应,是否可以作为治疗酒精成瘾的潜在靶点.
