突触长时程增强形成机制的研究进展

突触长时程增强形成机制的研究进展()许琳张均田中国医学科学院、中国协和医科大学药物研究所 ,北京100050 摘要高等动物脑内突触传递的可塑性是近 30 年来神经科学研究的热

点。突触传递长时程增强

) (lo ng2ter m potentiatio n , L TP是神经元可塑性的反映 ,其形成主要

与突触后机制有关。过去关于

( ) L TP 机制的研究主要集中于 N2甲基2D 门冬氨酸 N MDA受体的特征及该受体被激活后的细胞内

( ) α级联反应。现认为脑内存在只具有 N MDA 受体而不具有2氨基羟甲基恶唑丙酸 AM PA受体的

( ) “静寂突触silent synap se”,这一概念的提出 ,使人们认识到 AM PA 受体在 L TP 表达的突触后机制中的重要作用。

α 关键词长时程增强 ; N2甲基2D 门冬氨酸 ; 海马 ;2氨基羟甲基恶唑丙

酸

学科分类号 Q427

( Advancement in Mechanisms of Long2Term Potentiation XU Lin , ZHAN G J un2Tian I nst i t ute of M ateri a Medi2

)ca , Chi nese A cadem y of Medical S ciences & Peki n g U nion Medical Col lege , Beijing 100050

Abstract Synaptic plasticit y in mammalian brain is one of t he most widely st udied topics in neuroscience over t he

( ) last decade . Long2ter m potentiation L TP, mainly involving

post2synaptic mechanisms , is a reflection of neural plasticit y. St udy

on t he mechanisms of L TP was for merly focused on t he p roperties of N MDA receptor and t he int ra2 cellular cascade of reaction af ter activation of t he receptor . However , t he definition of ”silent synap ses”wit h only N MDA receptors wit hout AM PA receptors was f requently referred in L TP st udy , showing t he importance of AM PA receptor in post2synaptic mechanism of L TP.

Key words Long2ter m potentiation ; N MDA ; Hippocamp us ; AM PA () 与兴奋性氨基酸受体结合 ,诱发突触后神经元兴奋突触传递长时程增强 L TP作为信息储存的客

( ) ( ) 观指标 ,已在中枢神经系统 CN S的多个区域内进产生兴奋性突触后电位 EPSP。兴奋性氨基酸受

体分为两类 : N MDA 受体和非 N MDA 受体 , 后者行了广泛研究 ,对L TP 形成机制的探讨也获得了大

( ) 包括 AM PA 受体和海人藻酸 Kainic acid , KA受量的实验资料。近年来“, 静寂突触”概念的提出 ,使

体。关于 L TP 形成的突触后机制的研究 ,过去主要人们对 L TP 产生的突触后机制有了新的认识 ,AM2

集中于 N MDA 受体的特征及该受体被激活后的细 PA 受体功能和/ 或数目的改变可能参与了 L TP 表

胞内级联反应。即给予一定强度、一定频率的刺激达的突触后机制。

后 ,突触后膜去极化 ,使位于 N MDA 受体通道内阻一、L TP 的产生机制

2 + 止递质与 N MDA 受体结合的 Mg移开 ,这样当递 197

3 年 Bliss 和 Lo mo 首先发现了突触传递的

2 + (质与 N MDA 受体结合后 , 通道打开 , Ca内流、细 ) 长时程增强现象 lo ng2ter m potentiatio n , L TP。当

2 + 以一个或几个频率为 10,20 Hz ,串长为 10,15s 或胞内 Ca浓度升高 ,触发一系列生化反应 ,改变膜

的性质 ,导致 L TP 的产生。非 N MDA 受体也是化频率为 100 Hz ,串长为3 , 4s 的电刺激作为条件刺

(学门控性离子通道受体 ,受体兴奋时离子通道开启激时 ,继后的单个测试刺激会引起群峰电位 pop u2

+ + + ( ) 仅允许 Na 、K 单价阳离子进出 ,胞外 Na 内流引 latio n spike 和群体兴奋性突触后电位 pop ulatio n

) 起突触后膜去极化 ,诱发快速的 EPSP ,参与兴奋性EPSP的振幅增大 , 群体峰电位的潜伏期缩短。这

突触传递。同时非 N MDA 受体引起的膜去极化为种易化现象持续的时间可长达 10 小时以上。

2 + 一般认为 ,L TP 的形成和维持是突触前和突触移走 Mg,激活 N MDA 受体创造了条件。近年研

究发现 , AM PA 受体在脑内的分布与 N MDA 受体后机制的联合作用。脑内50 %以上的突触是以谷

氨酸为递质的兴奋性突触。突触前末梢释放 Glu , 很相近 ,提示了这两种受体在突触传递的协同关系

二、静寂突触的概念 C 末端作用 ,形成功能性折叠可与各种跨膜蛋白的

在哺乳动物脑内 ,大部分兴奋性突触传递是由物。一些 AM PA 受体亚型上存在可与特定的 PD Z