突触长时程增强形成机制的研究进展
NMDA依赖的突触长时程增强和长时程抑制模型与仿真研究
NMDA依赖的突触长时程增强和长时程抑制模型与仿真研究董爱荣;谭小丹;苏永春;高天明;邓亲恺【期刊名称】《第四军医大学学报》【年(卷),期】2005(026)016【摘要】目的:探究突触长时程增强和长时程抑制与NMDA受体亚型活性状态间的相关机制.方法:通过对NMDA受体亚型通道的动力学差异特性进行分析,提出一个修正的突触后钙信号模型来描述NMDA受体不同亚型的活性状态与突触前刺激频率的关系,并结合突触后钙依赖信号网络模型,建立了一个关于海马CA3-CA1突触长时程增强和长时程抑制的生物物理模型.结果:根据LTP和LTD诱导条件,对NMDA依赖的突触长时程增强和长时程抑制的诱导和形成过程进行了仿真.结论:诱导LTD所需的钙暂态可能来源于NMDA通道的NR2B亚型的钙内流,而与LTP的诱导过程相对应的钙信号可能主要是通过该受体NB2A亚型通道的钙内流产生.【总页数】4页(P1529-1532)【作者】董爱荣;谭小丹;苏永春;高天明;邓亲恺【作者单位】南方医科大学医学物理教研室,广东,广州,510515;南方医科大学医学物理教研室,广东,广州,510515;南方医科大学医学物理教研室,广东,广州,510515;南方医科大学生理教研室,广东,广州,510515;南方医科大学医学物理教研室,广东,广州,510515【正文语种】中文【中图分类】Q42;Q811【相关文献】1.学习和记忆的突触模型:长时程突触可塑性 [J], 徐春;章晓辉2.突触传递长时程抑制的研究进展 [J], 陈戈明;蒋敏捷3.长时程增强与长时程抑制的研究 [J], 张敬军;夏作理4.利鲁唑对大麻素诱导大鼠星形胶质细胞场兴奋性突触后电位长时程抑制的影响[J], 徐逸;韩静;朱舟;刘志强5.突触传递的长时程抑制的研究进展 [J], 杨晓梅;宿宝贵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
全身麻醉药物对海马突触长时程增强效应的影响
全身麻醉药物对海马突触长时程增强效应的影响摘要】目的讨论全身麻醉药物对海马突触长时程增强效应的影响。
方法查阅文献资料并结合个人经验进行归纳总结。
结论突触LTP被认为可直接反映突触水平信息贮存过程，海马神经元突触可塑性与学习记忆功能密切相关，LTP已被作为衡量海马神经元突触可塑性的重要指标。
全麻药对认知功能(学习和记忆)的影响与抑制海马LTP形成有关。
全麻药对神经突触可塑性的研究已成为当代神经科学中一个十分活跃的研究领域。
【关键词】全身麻醉药物海马突触影响(一)学习记忆的神经细胞学基础一神经系统的突触可塑性近年来对突触传递过程的变化与学习记忆的关系进行了许多研究，现在证实，脑内突触连接是信息传递和加工的重要环节，记忆过程中突触可发生某些形态和功能的变化，即突触的可塑性的改变。
突触的可塑性主要指突触连接在形态上和功能上的修饰，包括突触长时程增强(1ong- term potentiation，LTP)和突触长时程抑制(1ong-term depression，LTD)。
神经系统的突触可塑性变化可以影响神经系统生长发育、神经损伤修复以及学习记忆等多种脑功能。
在脑科学的研究中，突触连接变化是学习记忆的神经基础，Hebb认为记忆的形成是神经元之间连接易化。
学习记忆过程存在突触传递的增强和减弱，神经元以电流信号活动将信息储存下来。
在中枢神经系统中，海马属边缘系统，是与学习记忆和情绪、行为功能密切相关的重要脑区，而海马神经的突触可塑性则与学习记忆功能密切相关。
所谓长时程增强是指中枢神经突触经过突触前神经纤维的高频刺激所诱发产生的传递效应变化，表现在其突触后电位(包括兴奋性突触后电位和峰电位)持续地长时间增大或增强，可持续数小时到数日的时间，甚至长达数周或数月。
LTP是突触传递效率的持续增加，它是突触水平的信息贮存方式。
现在突触长时程增强效应被认为是神经突触可塑性和突触传递的一种表现形式，是学习记忆的神经细胞学基础，称LTP可能是“记忆的突触模型”、“记忆的神经元机制”等，LTP作为衡量海马神经突触可塑性的重要指标，已被广泛应用。
生物突触形成与长时程增强记忆形成之间的联系及机制研究
生物突触形成与长时程增强记忆形成之间的联系及机制研究随着科学技术的进步，人们对记忆的深入研究已经取得了令人瞩目的成果。
而生物突触形成与长时程增强记忆形成之间的联系及机制解析则是这一研究领域中的重要课题。
本文将探讨生物突触形成与长时程增强记忆形成之间的关系，并阐述相关的机制研究。
生物突触形成是学习和记忆的基础，而长时程增强记忆是指在学习过程中获得的经验和信息被锚定并长期存在于记忆系统中的能力。
这两个过程之间存在着密切的联系。
实验研究表明，突触形成过程中的重要事件是突触前神经元和突触后神经元之间的突触传递信号的变化。
而持续的信息传递可以引发神经元之间的连接增强，进一步加强突触形成和记忆存储的能力。
在突触形成和增强记忆的研究中，研究者们发现了许多与这两个过程相关的分子机制。
其中最引人注目的是N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）的活化。
NMDAR是一类离子通道受体，位于突触后神经元的突触膜上。
当突触前神经元释放谷氨酸这种神经递质时，NMDAR被激活，钙离子从外部进入神经元内部。
这个过程被认为是突触强化和记忆形成的重要一环。
除了NMDAR的活化，其他一些分子机制也被发现与生物突触形成和长时程增强记忆形成密切相关。
其中包括阻滞突触传递的甘氨酸受体（GABAR）的抑制、突触后钙离子的增加以及突触前神经元与突触后神经元之间突触结构的改变等。
这些分子机制以及它们之间的相互作用构成了生物突触形成和长时程增强记忆形成的基础。
为了更深入地了解生物突触形成和长时程增强记忆形成之间的联系，研究者们采用了一系列的实验手段。
其中最常用的方法是电生理学技术。
通过记录神经元活动的电位变化，研究者可以了解到突触传递信号在学习和记忆过程中的变化。
此外，还有一些分子生物学技术，如蛋白质组学和基因敲除等，用于研究突触形成、突触传递和记忆存储所涉及的分子和基因表达。
研究生物突触形成与长时程增强记忆形成之间的联系及机制对于我们认识学习和记忆的神秘机制具有重要意义。
海马区NG2胶质细胞的突触长时程增强及其发育的开题报告
海马区NG2胶质细胞的突触长时程增强及其发育的开题报告1. 研究背景和意义神经元是构成神经系统的基本单位，它们通过突触与其它神经元或靶细胞进行通讯。
突触传递的信息可以通过突触前神经元释放的神经递质来调节突触后神经元的功能。
在成熟的神经系统中，神经元间突触的功能和结构可以被调节，这种现象被称为突触可塑性。
长时程增强（LTP）是一种突触可塑性的形式，它可以持续数小时或数日，并且被认为是神经记忆的基本机制之一。
胶质细胞是神经系统中的一类细胞，它们被普遍认为只是提供支持性功能，但近年来的研究表明它们在突触可塑性中发挥了重要作用。
海马区是大脑中一个与学习和记忆相关的区域，NG2胶质细胞是海马区的一种神经胶质细胞，它们在海马区突触可塑性中发挥了重要作用。
因此，研究NG2胶质细胞参与LTP的机制，对于深入理解海马区突触可塑性的产生和维持，以及神经记忆的形成和储存具有重要意义。
2. 研究内容和方法本研究将使用小鼠海马区的切片，通过记录电生理活动来研究NG2胶质细胞参与LTP的机制，主要包括以下几个方面：（1）记录NG2胶质细胞的突触电生理活动，观察它们在突触可塑性中的参与程度和时间窗口；（2）研究神经递质对NG2胶质细胞突触可塑性的调节作用，考察不同神经递质对NG2胶质细胞的突触长时程增强产生和维持的影响；（3）研究NG2胶质细胞参与突触可塑性的发育变化，比较不同发育阶段NG2胶质细胞参与LTP的程度和时间窗口。
3. 研究预期结果预计本研究可获得以下结果：（1）NG2胶质细胞可以通过突触前释放神经递质来调节突触可塑性，参与神经记忆的形成和储存；（2）神经递质对NG2胶质细胞的突触长时程增强产生和维持具有调节作用，提示不同神经递质的释放可以调节突触可塑性的程度和时间窗口；（3）NG2胶质细胞参与突触可塑性的程度和时间窗口随着发育阶段的变化而发生变化，提示NG2胶质细胞的突触可塑性具有发育调节的特点。
4. 研究意义和应用价值本研究有助于深入理解神经胶质细胞在突触可塑性中的作用，特别是NG2胶质细胞的功能和机制。
神经元突触可塑性和长时程增强
神经元突触可塑性和长时程增强（Synaptic plasticity and long-term potentiation, LTP）是神经科学领域的研究热点之一。
神经元突触是神经元之间传递信息所依靠的部位，同时也是大脑学习和记忆的基础。
神经元突触可塑性指的是其对外部条件的改变产生的适应性改变。
而长时程增强则是一种特殊的突触可塑性，指在一定条件下，神经元突触的效能可被长时间增强。
神经元突触可塑性是大脑在学习和记忆过程中的基础。
可以分为短时程突触可塑性和长时程突触可塑性两类。
短时程突触可塑性指在短时间内，神经元突触对外部刺激的响应会被改变。
例如，当神经元突触在短时间内遭受连续的高频刺激时，其响应会被增强，这种现象被称为短时程增强（Short-term potentiation, STP）。
相反，当突触遭受低频刺激或长时间停止刺激后，其响应会被减弱，这种现象被称为短时程抑制（Short-term depression, STD）。
相较于短时程突触可塑性，长时程突触可塑性指的是神经元突触对于长时间刺激的应对。
这种可塑性存在于大脑学习和记忆的形成中。
LTP是一种重要的长时程突触可塑性，指在一定刺激条件下，神经元之间的突触效能可被长时间增强。
LTP的发现是神经科学发展历程中的重要里程碑，被称为“世纪之突破”。
LTP的研究，为我们深入了解神经元突触可塑性以及大脑学习和记忆的机制提供了契机。
人类的学习和记忆是通过神经元之间的连接和活动来实现的，LTP的研究让我们了解到，当学习和记忆需求增加时，神经元突触也会随之升级。
例如，当某一种记忆需求增加时，与之相关的神经元突触就会被增强，而与之无关的突触则会被减弱。
这种现象被称为“细化选择”，其作用是优化人类的学习和记忆。
LTP的调节机制也成为神经科学研究中的重要课题。
目前研究发现，LTP可以通过多种不同的信号通路进行调节。
其中包括钙离子信号通路、代谢信号通路、神经递质信号通路等。
长时程增强的分子机制
长时程增强的分子机制
长时程增强（long-term potentiation, LTP）是一种在神经系统中发现的重要的突触可塑性机制。
它指的是在重复刺激一个突触之后，该突触的神经传递性能会长期增强。
在分子水平上，长时程增强的分子机制可以分为瞬时期（early phase）和维持期（late phase）两个阶段。
在瞬时期，主要发生突触前和突触后的信号转导事件，包括突触前钙离子通道的激活、G蛋白偶联受体（GPCR）和酪氨酸激酶受体的激活，以及突触后NMDA 受体和AMPA受体的激活等。
这些事件导致了蛋白质激酶的激活，特别是钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（CaMKII）的激活，这是一个关键的调节蛋白。
CaMKII的激活会导致AMPA受体的内在活性化和突触后钙离子水平的增加，从而增强突触传递效能。
在维持期，需要新合成蛋白质和转录因子的介入。
重要的转录因子包括c-fos、CREB和BDNF等。
这些转录因子会促进新的基因转录和蛋白质合成，从而进一步增强突触连接强度。
具体的分子机制还包括DNA甲基化和组蛋白修饰等。
长时程增强的分子机制涉及到突触前和突触后的信号转导，包括钙离子通道的激活、蛋白质激酶的激活、基因转录和蛋白质合成等。
这些事件都能够促进突触连接的增强，从而实现记忆的形成和巩固。
长时程增强翻转的研究进展
的电刺激，可以明显减小ＬＴＰ的幅度。这种使已经
Ｈｚ，１０００脉冲数）诱导哪翻转的
作用更强（Ｆｕｊｉｉ等．１９９１）。Ｂｕｒｅｔｔｅ及其同事的研究 表明，在麻醉动物的海马向前额叶皮层投射的纤维 通路上，ＬＴＰ诱导后２小时，施加１ Ｈｚ的双脉冲刺 激（双脉冲间的间隔为５ ｍｓ，总脉冲数９００）较１
ｍ的刺激频率为ｌ
Ｈｚ（常用的脉冲总数为９００个
脑内记忆形成和信息贮存的机制之一，并且有证据
脉冲）、２ Ｈｚ（１２００个脉冲）和５ Ｈｚ（６００个脉冲）。 Ｆｕｊｉｉ及其同事的研究表明，在豚鼠的海马ＣＡｌ区， 当诱导ＬＴＰ的高频刺激施加２０分钟后，给与１
～ｌｏ Ｈｚ
表明，晚时相哪（１ａｔｅ
ｐｈａｓｅ
ｍ，Ｌ—Ｌ１＇Ｐ）在海马长
ｍｏｓｙｎａｐｔｉｃ
册诱导２０分钟后神经元出现自发的电活动，那么 这种电活动就能迅速、完全地翻转ｍ，无论这种 哪是由电刺激诱导的或者由视觉刺激引起的
（Ｚｈｏｕ等．２００３）。 二、ＬＴＰ翻转的特性 （一）时间依赖性资料显示，施加翻转刺激的
ｄｅｐｏｔｅｎｔｉａｔｉｏｎ），即ＬＴＰ翻转存在通路特
异性（Ｓｔａｕｂｌｉ等．１９９６）。然而，有些在体实验的研
穿通通路已存在的诱导３０分钟和达到饱和的ＬＴＰ
翻转，这种现象称为异突触去强化（ｈｅｔｅｒｏｓｙｎａｐｔｉｃ ｄｅｐｏｔｅｎｔｉａｔｉｏｎ，Ｄｏｙｅｒｅ等．１９９７）。 （三）年龄非依赖性
ｔｅｒｍ
施加在时间窗内的翻转刺激才能有效的引起哪 的翻转。并且翻转的程度与ＬＴＰ的翻转刺激和哪
诱导刺激之间的时间间隔成反变关系怕Ｊ。 在海马脑片标本上，高频电刺激在ＣＡｌ区诱导 产生ＬＴＰ后，立即施加低频刺激可导致ＬＴＰ翻转；
低氧对突触效能长时程增强和长时程抑制的调控机制研究进展
低氧对突触效能长时程增强和长时程抑制的调控机制研究进展李竹雨1，陶嘉楠2，安琪21 青海大学研究生院，西宁810000；2 青海大学附属医院消化内科摘要：突触是神经细胞之间特异的通讯结构，通过形成功能性神经环路来传递和存储信息。
学习与记忆产生的神经活动是通过改变突触传递而改变脑功能，突触的结构和突触的效能也可以随着环境因素而改变。
在重复或持续的神经活动下，突触会发生一种长期性的效能改变，称为长时程增强（LTP）或长时程抑制（LTD），其中LTP是指突触对相同强度的刺激产生更强的反应，LTD是指突触对相同强度的刺激产生更弱的反应。
LTP和LTD可以调节神经元之间的连接强度，从而影响信息编码和存储。
低氧可以通过N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）调控突触效能的LTP，抑制LTP；低氧还可以通过缺氧诱导因子（HIFs）调控突触效能的LTP，增强或抑制LTP。
低氧可以通过α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸（AMPAR）受体或代谢性谷氨酸受体-5（mGluR5）调控突触效能的LTD，增强或抑制LTP。
关键词：低氧；突触；突触效能；长时程增强；长时程抑制doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2023.33.024中图分类号：R741.02 文献标志码：A 文章编号：1002-266X（2023）33-0101-04人体进入海拔2 500 m以上的区域时会出现明显的缺氧症状，甚至进展为各型高原病，故规定海拔2 500 m以上为医学角度上的高原［1］。
高原最主要的气候特点为低压性低氧、干燥、寒冷、高温及强紫外线等，其中对人体生理功能影响最大的是高原低氧［2］。
低氧对记忆或认知的影响主要体现在工作、学习、空间能力、记忆力和执行力等各个方面，海拔越高，低氧程度越严重，对记忆或认知的影响就越大。
除此之外，高原暴露时间也与记忆力的损害程度成正相关［3］。
突触是神经细胞之间特异的通讯结构，通过形成功能性神经环路来传递和存储信息。
神经科学中的突触可塑性从长时程增强到抑制
神经科学中的突触可塑性从长时程增强到抑制突触可塑性是神经科学中一个重要的研究领域，突触可塑性是指神经元之间突触连接的强度和效能可以通过学习和经验调整的能力。
这一现象在突触长时程增强(LTP)和抑制(LTD)中得到了广泛的研究和讨论。
本文将从LTP的机制和调控、LTD的机制和调控、LTP和LTD之间的转换等方面进行论述。
一、LTP的机制和调控LTP是突触可塑性中最为经典的一种形式，它被广泛应用于神经网络的学习和记忆过程中。
LTP的机制主要通过神经递质的释放和受体的激活来实现。
当突触前神经元对突触后神经元产生频繁的刺激时，突触后神经元的NMDA受体将被激活，导致钙离子的内流。
这些钙离子的内流会引起突触中多种信号传递分子的活化，最终导致突触连接的强化。
LTP的调控涉及多个因素，包括突触前和突触后神经元的活动、突触中的信号调节分子以及神经递质的调节等。
例如，突触前神经元的频率和模式可以对LTP的发生和持续产生影响。
同时，突触中的信号调节分子，如cAMP、蛋白激酶和突触后神经元的二磷酸腺苷等也能够对LTP的表现产生影响。
二、LTD的机制和调控LTD是LTP的对应形式，它可以使突触连接的强度降低，从而在神经网络的学习和记忆过程中起到重要的作用。
LTD的机制主要通过突触中受体的活化和信号传导通路的调节来实现。
与LTP相比，LTD的机制相对复杂，涉及到多个分子和信号通路的调节。
LTD的调控与LTP类似，它同样受到突触前和突触后神经元的活动模式、突触中的信号调节分子以及神经递质的影响。
例如，突触前神经元的低频刺激和突触后神经元的高频刺激可以引起LTD的发生。
此外，突触中的信号调节分子，如cAMP、蛋白激酶和蛋白酶等也能够对LTD的发生和持续产生影响。
三、LTP和LTD之间的转换LTP和LTD之间的转换是神经科学中一个备受关注的课题。
不同的刺激模式和神经递质的变化可以导致LTP和LTD之间的切换。
例如，较强的刺激模式和突触后神经元的活动会促使LTP的发生，而较弱的刺激模式和突触前神经元的活动会促使LTD的发生。
关于长时程增强形成机理的研究进展
关于长时程增强形成机理的研究进展.缉,嘲’葳,,生理科学进展1994年第25卷第1期关于长时程增强形成机理的研究进展糯蜘7[?;岁摘要长盱程增强(L TP)现象是信息贮存的客观指标.其形成主要与突触詹机制有关.本文就近生来关于L TP形成过程中膜受体特征及受体技激活后细胞内的级联反应研究进行了综运,主要包括钙离子通道,蛋白激酶C以及早期诱导基医与L TP的关系.长时程增强(L TP)现象作为信息贮存的客观指标,已在中枢神经系统(CNS)的多个区域内进行了广泛研究,对L TP形成机理的探讨获得了大量的实验资料,一般认为,L TP的形成和维持是突触前和突触后机制的联合作用.而以突触后机制为主.关于L TP形成的突触后机制的研究,主要集中于N一甲基一D门冬氨酸(NMDA)受体的特征及该受体被激活后的细胞内级联反应答氨酸及其它NMDA受体激动剂作用于该受体后,可引起以G蛋白为中介的一系列反应,包括:(1)钙离子通过受体偶联的阳离子通道经突触后膜进入细胞(EcelesTC.1983)}(2)以G蛋白为中介,激活磷脂酶C,并催化磷酯酰肌醇水解为三磷酸肌醇(IP)和二乙酰甘油(DAG);(3)以I和DAG作为细胞内第二信使,引起细胞内继发效应,IP.刺激内质网释放出游离钙.从而使细胞内游离钙水平进一步升高;DAG则在游离钙存在的条件下,激活蛋白激酶C(PKC),被激活的PKC不仅可加强钙依赖性谷氨酸的释放,提高突触后膜对递质的敏感性,而且能增强钙离子通过电压依赖性通道进一步内流入细胞;(4)PKc在细胞内可使底物蛋白磷酸化,其中包括对核转录因子的修饰作用.转录因子的修饰促使早期诱导基因的表达,进而影响到核内相关靶基因的启动和转录.,导致突触后神经元产生长时程生理效应.一,钙离子通道与L TP大量实验资料证明,ca内流入突触后膜是L TP产生的触发困素,突触后膜内游离ca浓度升高是I,TP形成的必要条件之一.突触后膜内Ca～浓度升高的机制至少有以下三方面:(1)Ca通过受体门控性阳离子通道进入nB)Ca~通过电压门控性钙通道进入;(3)细胞内贮存钙的释放.实验表明,在海马CAl区,与NMDA受体偶联的ca通道的开放是L TP 产生的触发因素,而L TP的维持则与细胞内钙敏感性信使的产生有关].使用钙敏感性荧光染料可以测出细胞内钙的动力学变化.当海马细胞受到各氨酸及NMDA刺激时,细胞内游离钙的浓度可由静.时的70nmol/L升高到300nmol/L;不同传入所引起突触联合兴奋时,可以产生L TP,同时可引起与NMDA受体偶联的ca通道开放,致使细胞内钙浓度升高4倍左右(HolmesWR.1990).使用电压钳制技术在海马CA3区所做的研究表明,电压门控性钙通道的开放是L TP产生的重要条件.将去极化电流通人锥体细胞内,当膜的去极化一旦达到足以激活钙通道时,就可以产生L TP(Je{{eD.1990),此外,使用显徽荧光计对单个锥体细胞测量时发现,当高频刺激引起海马锥体细胞产生L TP时,伴随出现突触后膜内ca.的堆积].迄今为止,在不同神经元上所发现的钙离子通道至少有L,N,T,P四型.其分型主要依据生理科学进展1994年第25卷弟1期离子通道的电压敏感性,药理学特征以及单通道的动力学参数等对海马细胞做全细胞钳制时发现,最大钙离子流出现于膜去极化至一10mY时(KayAR.1987).应用单克隆抗体标记通道蛋白发现,L型钙通道存在于海马锥体细胞的胞体及近端树突,且在主树突的基部呈高密度的丛状分布.电压依赖性钙通道的通导状况还受细胞内某些活性物质的调节,这些物质统称为电压依赖性钙通道的内源性调制剂,其中包括ca一本身以及G蛋白作用系统.这些调制剂不仅调制着突触后膜上的L型,T型通道的开放状态,影响着突触后ca”浓度,而且还通过改变突触前膜上的N型通道的开放状态.控制着ca流入突触前膜,进而对神经递质的释放量起调节作用.二,蛋白激酶C与L TP如前所述,L TP的突触后机制包括膜受体被激活后的一系列生化反应,其中包括蛋白激酶C的被激活近年来的研究进一步证明了PKC被激活是产生L TP 的重要条件.如将PKC注入海马脑片的CAI区,锥体细胞就可出现L TP样反应;实验还显示,PKC可明显加强由强直刺激所引起的L TP,使用PKC的激动剂可产生相同的生物学效应,而PKC抑制剂则可使海马锥体细胞不产生L TP.此外,研究还证明了PKC的激活至少参与了早期L TP的形成.动物行为实验的研究显示,PKC与学习和记h乙有密切关系].如用鼠条件反射实验检测动物的空间学习能力,海马PKC活性低的鼠空间学习操作也差. PKC实际上是一个复杂的,与Ca一/磷脂相关的酶系家族在脑内,已被分离出并加以确定的同功酶有PKC,I,Ⅱ,Ⅱ三种使用PKC特异抗体可以标记出同功酶在大鼠脑内的分布.最高密度区为新皮层,海马结构及杏仁核;其次为丘脑,下丘脑和尾状核;最低密度区为内囊,胼胝体等纤维丰富部位..海马是PKCI含量最丰富的区域之一,经亚细胞分析发现,包括突起在内的整个神经元都有PKC1分布.在额叶皮质,PKC主要分布在I～Ⅳ层的锥体细胞.并且主要分布在锥体细胞的胞体及顶树突内在猴脑内,PKC的高密度区包括枕叶,额叶等处理视觉信息的新皮层.研究结果表明,在动物脑发育的不同阶段,PKC的活性不同胚胎期大鼠的脑内PKC活性非常低,出生后逐渐增高.其中,PKCⅡ,Ⅱ自胚胎后期开始,至生后第6周逐渐升高,PKCI的活性则是在生后第2~-’3周内迅速升高.在猫视皮层发育的关键期,出现PKC活性的增强及底物蛋白磷酸化水平明显提高.PKC在脑发育过程中的这种变化,也进一步提示PKC与神经元可塑性密切相关.三,即早基因与IJTP在L TP产生过程中.有新蛋白质的合成.这也许是L TP能够维持数周乃至数月的物质基础.近年的研究资料显示.CNS内的即早基因可能参与了这种神经元的可塑性变化早期基因的表达产物作为第三信使.把神经细胞膜上受体感受的信息与核内的靶基因联系起来.即早基因主要包括—fos及f一两个家族.这两组原癌基因所编码的活性蛋白(如AP_1,Fos蛋白等)被认为参与了CNS,内调节基因转录与表达.当用兴奋性氨基酸类物质刺激分离培养的神经元时,可在30min内出现cfosmRNA的明显增多,其中用海人藻酸(kainicacid,KA)刺激所引起的cfosmRNA的增多可持续4～6h.在此过程中,PKC的被激活是基因表达的始动因素PKC使细胞内的转录活性蛋白磷酸化,导致了即早基因的表达.使用谷氨酸处理的神经元出现了AP1与DNA结合活性的升高.其升高水平可达正常的4～5倍.在大鼠海马齿状回部位,当使用50Hz的刺激脉冲引起稳定的L TP时,用免疫组化方法可测出生理科学进展1994年第25卷第1期rfos表达蛋白(Fos)免疫活性的大大增强.当使用苯巴比妥钠阻滞了L TP产生时.Fos的免疫活性即不再出现(JefferyKJ.1990).另外一些受体,如7一氨基丁酸受体A型,B型(GABAA,GABA),乙酰胆碱M型受体等被激活时,虽然也能通过不同的胞内途径引起一定的生理效应,但是并不引起类似谷氨酸等刺激神经元所引起的那种基因表达例如,当乙酰胆碱M型受体被激活后,同样引起了以G蛋白为中介的磷脂酰肌醇水解过程,也是以IP.和DAG做为细胞内第二信使,引起细胞内效应但是,当使用M.受体激动剂碳酰胆碱(carbocho1)后,却并不出现c.如mRNA的增加(szeke.1yAM.1989).根据上述实验结果推测,NMDA受体被激活所引起L TP这样的长时程生理效应.其关键环节可能在于即早基因的表达.四,甘氨酸与NMDA受体传统的神经生理学知识告诉我们,甘氨酸是存在于哺乳动物CNS内的抑制性神经递质.甘氨酸受体主要分布于脑干和脊髓,其受体分布范围远远小于GABA受体的分布.其受体功能可被士的宁所拮抗.这种甘氨酸受体被称为士的宁敏感性的甘氨酸受体.80年代以来,随着研究的逐步深入,又发现了另一类对士的宁不敏感的甘氨酸受体,它与NMDA受体复台物偶联存在.使用分离培养的胎鼠新皮层神经元做outside—Out斑片钳记录发现,当浴液中仅有NMDA而不含甘氨酸时,能记出单通道的开放,开放时程小于10ms;当浴液中再加入甘氨酸后,可以记录出两个通道同时开放,且开放持续时间超过30ms...甘氨酸对NMDA的这种加附图NMDA受体复台体模式图强作用在10nmol/L浓度时即可显示出来.而且,也不被士的宁所阻断.由于存在于脑脊液内的甘氨酸浓度足以使其发挥对NMDA受体的调制作用,所以甘氨酸的这种生理功能可在脑的正常活动中显现出来.甘氨酸对NMDA受体的调制作用,还表现在它能明显地加强L TP.而且这种作用也不被士的宁所阻断(TauckDI.1990)实验还表明,环自氨基酸,犬尿氨基酸这些能阻断士的宁不敏感性甘氢酸受体的物质,可以阻滞高频刺激在海马CA1区产生的L TP,而不影响正常的突触传递.由此看来,在CNS内与甘氨酸有高度亲和力的结合部位有两类:一类与抑制性的甘氨酸受体相联系t其功能可被士的宁特异性拮抗,这类受体结合部位在脊髓有较高的密度,称为甘氨酸受体A型;另一类对士的宁不敏感,这类受体的分布与NMDA受体的分布区高度一致,称为甘氢酸受体B型(WoodruffGN.1990).关于NMDA受体特征的研究资料表明,NMDA受体是包括了多个不同结合点的大分子生理科学进展1994年第25卷第舅复合体(附图).它至少包括以下几部分:(1)神经递质(谷氨酸)结台部位?与其偶联的阳离子通道,在正常膜电位时受到Mg的阻滞;竞争性拮抗剂(如D—APV等J 通过与激动剂竞争此功能部位而阻止生理效应的产生;(2)非竞争性拮抗剂作用部位一二价阳离子如Mg.?对通道有物理性阻滞作用;phencyclidine(PCP)等拮抗剂通过与通道蛋白内部位点的结合而调制通导状况;(3)偶联的甘氨酸结台部位.此外.谷氨酸的菲NMDA受体(AMPA)往往与NMDA受体并存于同一突触后膜上,分别调制着正常的突触传递及突桂的可塑性变化.近年来有资料显示.这种非NMDA受体可能在L TP的形成中也发挥着作用,其机理还有待进一步探讨.此外,NO作为一种新的神经元信使,已开始I起神经科学界的重视.初步研究发现.NO通过作用于大鼠突触后膜的各氨酸受体.调节着CNS内的兴奋性突触传递过程?并与成年动物的突触可塑性及L TP的形成有关其作用机制以及与NMDA受体的关系等一系列问题,尚待进一步研究参考文献lZaLutskyRA,NieollRAComparisonoftwoiormzoflongtet-mpotentiationinsinglehippocampa[ne~ronsScience.1990,248f】81g～16242LynchMA.V ossKL.PresynaptiechangesinlongrterIT】potentiation-elevatedsynaptosomalcalciumc.l1cenrra—tionandbasalphosphoinositide~Hrfloverindentategyrus-JNeuroehemtl891,58:ll3～1l83GraysonnR,SzekelyAM,CostaEGlutamateinduced geneexpressioninprimarycerebeilarneuFo~sIn:GuidottA.ed.Neurotoxiehyoiexcitatoryaminoacids Fidiaresearchfoundationsymposiumseries.vol4.NewY ork:RaveNPress,1990.185～2O2.4ArlJsteJeL,BenA y.Novelformoflong—termpotentia? tionproducedbyaKchannelblockerinthehippocam pusNature,199l,349j67～69jRegehrWC-一TankDWPostsynapticNbIDAreceptor mediatedcalciumaccumulationinhippocampalCAl pyramidalce1ldendrites.Nature,1990,845z807～8lO6WestenbroekRE.AhlijanianMK,Cattera1]WA.Clus teringofL?typeCachanne1…thebaseoimajorden—drkesinhippocam曲】pyramida1]~eLIrODsNature?l990? 347l281～884.7HanhauerI,GrilliMG.WrightAG,eta1.Studieson anendogenousregulatorofV oltage?dependemCa channelsin…orandcardiacmyoeytes-In=G’uidottA.ed-NeurotoxiekyofexcitatoryaminoacidsFidlare searchialmdationsymposiumseriesvol4.NewY ork:Ra~,enPress.1990.53～88.8HuGyHvallbyO,WalaasSI-eta1.ProteinkmaseC Inlecu.n1111ohippocampa]pyrarr.idalcellselicltsfent~resoflong—t…potentiation.Nature,l987-3284￡6～9.9WehnerJM,SleightS,UpchurehMHippoeampa]pro—teinkinaseCactivityisreducedinpoorspatiallearners BrainRes,1§90,523:l8～l87.10HuangFL,Y oshidaY.N~tkabayasbJH-eta1.Immuno cytochemicallocalizationofproteinkinaseCisozymesin ratbrain.JNeurosci,1988,唱4734～4744.1lSheuFS,KasamatsuT.RouttenbergA.Proteinkinase Cactivityandsubsrra~e(F1/GAP43)phospboryladon indevelopingcatv isualcortex.BrainRes?l99,2,524’l44～14812MorganJI,(2ohenDR.HempsteadJL.etalMapping patternsofclosexpressioninthecentralNervol1%sys1ef『IalterseizureScience,l987,∞7;l92～1918JohnsonJW,AscherPGlycinepote. ntiatestheNMDArespo~e】nculturedmousebrainreur0ns.Naturc, 1987.325:529～53l14LynchG,MullerDStepsbetweentheinductionand expression.longtempotentiationInGuidottA. edNeHrotoxicityofexdtaloryaminoacids.FidiaT.searchfoundationsymposiumseries..】4-NeY ork RavenPress.1990.185～148.15GallyJA,MonbaguePR.Reeke(iN,㈨alTheNO hypo~hesls:possibleeffectsoiashortLived?rapidly diffuAblesignalinthedevelopmentandiut,ctionofthe nervoussystemProeNatlAeadSciUSA.199C.87l 547～885l。
神经系统中的突触强化和突触抑制研究
神经系统中的突触强化和突触抑制研究突触是神经元之间传递信息的关键连接点，而突触强化和突触抑制则是神经系统中重要的调控机制。
这些机制对认知、情绪和行为的调节起着至关重要的作用，也是神经系统疾病产生的重要原因之一。
本文将着重介绍近年来关于突触强化和突触抑制的研究进展。
一、突触强化突触强化是指在某些条件下，突触传递信号的能力会增强。
这种现象被视为学习和记忆形成的基础，例如，在习惯性学习中，当一个刺激和一个反应反复出现时，两者之间的突触传递强度会增强。
大量的研究证明，突触强化在神经系统的各个层次上都得到了广泛的应用，包括举足轻重的神经核、海马体、纹状体和小脑。
近年来，一些研究者尝试探究突触强化机制的分子基础。
他们发现，NMDA型谷氨酸受体和AMPA型谷氨酸受体是突触强化时的关键参与者。
通过不断激活这些受体，突触前膜钙离子水平增加，从而触发了一系列分子级反应，如卟啉依赖的激酶、钙和钙调蛋白激酶。
同时，还有一些突触减弱机制的调控。
例如，通过MGLU型谷氨酸受体调节信号转导和降解突触前钙离子，可以抑制突触的强化。
二、突触抑制相较于突触强化，突触抑制的研究还处在相对较早的阶段。
突触抑制主要是指由释放突触前面对神经元的抑制性神经递质所产生的效应，如GABA和甘氨酸等。
这些抑制性神经递质能够让突触后的神经元暂时处于抑制状态，并且它们对于神经系统的调节同样具有重要意义。
随着研究的不断深入，科学家们逐渐发现，突触抑制不仅是一种单一的神经功能，而且在不同神经元和各种相关神经信号之间存在着复杂的相互作用。
例如，研究发现，在 GABA 谷氨酸途径中，DGAT酯化酶通过合成天然内源性酰胺类化合物，维持了处于高活性状态的神经元对GABA的耐受性，也维持了GABA系统减弱的平衡。
同时，一些研究还揭示出，突触抑制在神经系统中发挥着一定的“抑制”作用。
例如，在个体学习以及某些情况下的情绪调节中，GABA同样扮演着很重要的角色。
在人体神经适应机制中，GABA负责通过抑制神经元活性，促进网络通路中的“脱机话”和“异步设计”，保持网络环境的动态稳定性。
神经元的突触可塑性与学习和记忆
神经元的突触可塑性与学习和记忆一、本文概述神经元是构成神经系统的基本单位，而突触则是神经元之间传递信息的关键结构。
突触可塑性，即突触在结构和功能上的动态变化能力，对于神经系统的功能至关重要。
特别是在学习和记忆过程中，突触可塑性发挥着核心作用。
本文旨在深入探讨神经元的突触可塑性如何影响学习和记忆的过程，以及这种可塑性的分子机制和神经生物学基础。
我们将从突触可塑性的基本概念出发，阐述其在学习和记忆中的作用，并探讨相关的研究进展和未来的研究方向。
通过本文的阅读，读者可以对神经元的突触可塑性及其在学习和记忆中的应用有更深入的理解。
二、神经元突触可塑性的生物学基础神经元突触可塑性，即突触在结构和功能上随着环境变化而发生改变的能力，是学习和记忆等高级神经活动的重要生物学基础。
突触可塑性主要体现在突触结构的变化以及突触传递效能的调整上，这些变化主要由突触内的分子机制和细胞信号转导过程所调控。
突触结构的变化包括突触前终末和突触后致密区的形态改变，以及突触间隙宽度的变化。
这些结构变化通常伴随着突触功能的改变，如突触传递的强度、速度和持续时间等。
突触结构变化的机制涉及多种蛋白质的合成和降解，包括突触蛋白、受体、离子通道等。
突触传递效能的调整则主要依赖于突触内的信号转导过程。
当突触受到刺激时，突触前膜会释放神经递质，这些神经递质与突触后膜的受体结合后，会触发一系列细胞内信号转导级联反应，最终导致突触后神经元的电位变化。
这个过程涉及多种信号分子的参与，如离子通道、神经递质受体、激酶、磷酸酶等。
突触可塑性还受到多种外部因素的影响，如神经递质的类型和浓度、突触活动的频率和强度、突触周围的神经调制物质的释放等。
这些因素通过影响突触内的分子机制和信号转导过程，进一步调控突触的可塑性变化。
神经元突触可塑性的生物学基础涉及多种分子机制和细胞信号转导过程，这些机制共同调控着突触的结构和功能变化，从而为实现学习和记忆等高级神经活动提供了可能。
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()a级联反应。
现认为脑内存在只具有X MDA受体而不具有2氨基瓮甲基恶醴丙酸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。
□关键词长时程增强；N2甲基2D门冬氨酸；海马；2氨基疑甲基恶哇丙酸学科分类号Q127(Advancement in Mechanisms of Long2Term Potentiation XU Lin , ZHANG 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 100050Abstract 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 ofN MDA receptor and t he int ra2 cellular cascade of reaction af ter activation of t he receptor ・ However , t he definition of n silent synap ses v 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LTP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EPSPo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。
长时程增强(LTP)及其与学习记忆的关系
长时程增强（LTP）及其与学习记忆的关系摘要：海马突触活性的长时程增强(1ong-term potentiation，LTP)作为突触可塑性的研究模型，认为是与学习记忆密切相关的神经突触可塑性的生物学基础。
本文综述了长时程增强及其与学习记忆的关系。
关键词：海马长时程增强学习记忆Long—term Potentiation (LTP) and the Relationship betweenLTP and Learning, MemoryAbstractLong—term potentiation(LTP)of synaptic activity in the hippocampus is the most widely researched model of synaptic plasticity, which is believed to underlie the brain function of learning and memory. The reports review1ong-term potentiation (LTP) and the relationship between LTP and learning, memory.Keyword: Hippocampus, Long—term potentiation (LTP), Learning, Memory前言在神经生物学领域中，与学习、记忆有关的突触机制一直就是人们最关注的问题之一。
早在20世纪中中期Cajal 就已经提出学习、记忆是由于突触反复被兴奋引起的传递效率的改变。
虽然这一假说在理论上成立，但早期的实验却一直未能证明这一点。
直到二十世纪六七十年代，Bliss和Lomo研究发现在海马这个被认为在学习过程中起重要作用的脑区中的兴奋性通路上给予短暂的重复刺激，将引起突触传递增强，在无损伤的动物体实验中，这种增强效应将维持数小，甚至数周[1-3]，这种突触传递的增强被称作突触传递长时程增强(Long-term potentiation, LTP)。
ltp分子形成机制_概述及解释说明
ltp分子形成机制概述及解释说明1. 引言1.1 概述在神经科学领域，长时程增强（Long-Term Potentiation，简称LTP）是一种重要的突触可塑性形式，即突触连接强度的持久性增强。
LTP在神经系统中起着关键作用，与学习、记忆等高级认知功能密切相关。
了解LTP的分子形成机制对于揭示大脑神经网络的工作原理和研究相关神经疾病具有重要意义。
1.2 文章结构本文将全面概述并解释LTP分子形成机制。
首先，我们将介绍LTP的定义和基本原理，为读者提供必要的背景知识。
其次，我们将探讨突触可塑性与LTP的关系，并引出相关的研究问题。
然后，我们将进入正题，通过对核心信号通路、钙离子作用以及蛋白质合成与重排等方面的介绍来阐述LTP分子形成机制的要点。
接着，在第四部分中，我们将进一步论述神经递质调节、糖解酵素激活和代谢产物、以及基因表达和转录调控等因素对LTP形成的影响。
最后，我们将总结LTP分子形成机制的要点，并展望未来研究方向。
1.3 目的本文旨在全面概述和解释LTP分子形成机制，通过对核心信号通路、钙离子作用、蛋白质合成与重排、神经递质调节、糖解酵素激活和代谢产物以及基因表达和转录调控等关键要点的介绍，帮助读者深入了解LTP形成过程中涉及的分子机制。
同时，我们也希望通过回顾已有研究进展并展望未来研究方向，进一步推动相关领域的科学研究。
2. LTP分子形成机制:2.1 LTP的定义和基本原理:长时程增强（LTP）是指突触在一段时间内持续增强其传递信号的能力。
LTP被认为是神经系统中学习和记忆的关键基础。
它是一种突触可塑性形式，可以通过高频刺激来诱导，并且可以持续数小时以上。
LTP主要表现为神经元之间连接强度的增加，即突触后细胞对突触前输入的反应增强。
2.2 突触可塑性和长时程增强（LTP）的关系:突触可塑性是指神经元之间形成、改变和消除连接的能力。
而LTP是突触可塑性的重要表现形式之一，具体体现了连接强度增加及持久时间延长等特点。
长时程增强效应与突触可塑性
长时程增强效应与突触可塑性海马三突触回路中的LTP成为80年代神经生理学的热门研究课题，似乎找到了海马记忆功能的细胞生理学证据。
特别是经典条件反射性LTP现象或习得性LTP现象的研究，更表明它与学习记忆过程的密切关系。
以离体脑片的LTP为模型，在80年代深入研究其分子神经生物学机制，又发现LTP形成的生物化学基础：条件刺激引起突触前末梢释放谷氨酸，在突触后膜上谷氨酸与NMDA受体结合，使钙离子通道门开放，钙离子流入突触后细胞膜内。
非条件刺激引起突触后膜的去极化，并清除钙离子通道口上的镁离子，使钙离子通道畅通无阻。
所以，条件刺激与非条件刺激的结合，能最有效地使大量钙离子流入细胞内，发挥第二信使的作用。
这种发现支持了LTP，及其生化机制不仅可作为学习过程，而且可以作为记忆过程的神经生物学基础。
然而，对LTP现象广泛地比较研究，却发现许多不支持其作为学习记忆唯一基础的科学事实。
首先，LTP并不是海马三突触回路所特有的细胞生理现象，在海马以外的许多神经标本，甚至非神经的可兴奋组织标本（心肌细胞），于特定条件下均可引出LTP现象。
其次，在小脑等结构中，还发现与LTP相反的生理效应，即长时程抑制效应(LTD)。
恰恰是在小脑结构中发现其为快速运动性经典条件-反射形成的基础。
因此，如果把LTP看成是学习记忆的基础，那么，LTD也应同等对待。
第三，除了LTP和LTD以外，又发现了另外两种突触生理现象。
在称之为输入输出转换效应(ITTO)基础上，形成的长时程增强或抑制，即ITTO-LTP或ITTO-LTD。
LTP或LTD主要影响突触后电位的变化，造成长时程增强的兴奋性突触后电位(EP-SP)或抑制性突触后电位(IPSP)总和效应，出现明显的场电位，从而改变着突触的兴奋承平。
与场电位幅值的长时程增强效应不同，ITTO-LTP或ITTO-LTD则影响着突触后神经元的兴奋后电位（后兴奋电位和后超级化电位）。
因此，ITTO的长时程效应改变着细胞单位发放频率。
海马LTP的形成机制及进展
Ｊ ｕｒ ａ ｆ Ｍ ａ ｈ ｍ ａ ｉａ ｅ ｉｉ ｅ ｏ ｎ ｌ ｏ ｔ ｅ ｔｃ ｌＭ ｄ ｃｎ
文 章 编 号 ： ０ ４ ４ ３ （ ０ ２） ４ ０ ６ — ３ １ ０ —３ ７ ２ ０ ０ — ３ ６ ０
中 图 分 类 号 ：Ｑ４ ７ ２
文 献 标 识 码 ：Ａ
海马 Ｌ ＴＰ的 形 成 机 制 及 进 展
张 伟 袁新初
（ 汉 科 技 大 学 医学 院 组 胚 教 研 窒 武 汉 ４ ０ ８ ） 武 ３ ０ ０
摘 要 ： 突 触 传 递 的 长 时 程 增 强 一 直 被 认 为 是 学 习 与 记 忆 的 神 经 基 础 之 一 ， 研 究 学 习 记 忆 的 理 想 模 型 ［ Ｌ 是 。 ＴＰ 的 形 成 是 突 触前 后机 制共 同作 用 的结果 ， 海 马是 神经 系 统参 与学 习记忆 的 重要脑 区 。 马 Ｌ 而 海 ＴＰ的 形 成 与 突 触 前 递 质 释 放 、 触 后 相 关 受 体 的 突 ｃ ” 通 道 、 白激 酶 、 行 信 使 、 早 基 因 、 ａ 蛋 逆 即 ＣＲＥ 等 关 系 密 切 。 Ｂ
膜 。 ｒ ｔｌｔ ［］ 用 新 型 海 人 酸 受 体 拮 抗 剂 在 不 影 响 ＡＭ Ｐ Ｂ ｏｏｏｔ １使 ｏ４ Ａ 与 ＮＭＤＡ 受 体 情 况 下 ， 现 对 ＮＭＤＡ 依 赖 性 Ｌ 发 ＴＰ 无 效 ， 但 阻 断 苔 藓 纤 维 非 ＮＭ ＤＡ 性 Ｌ Ｐ， 明 ＫＡＲ 作 为 突 触 传 递 Ｔ 证
ｌｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｃ ｍｅ ｔ 、 ａ ｔｎ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ） ＬＬＳＥ （ ｏ － ａ ｔｎ ｓ ｎ ｐ ｉ ｎ ａ ｃ — １ ｎｇ ｌ ｓ ｉ ｇ ｙ ａ ｔｃ ｅ ｈ ｎ ｅ
神经科学研究中的突触可塑性
神经科学研究中的突触可塑性在神经科学领域中，突触可塑性是一个极其重要的概念。
简单来说，突触可塑性指的是突触（神经元之间的连接点）在反复使用中可以发生变化，使得神经元之间的信息传递加强或者减弱。
这种变化可以帮助我们理解神经系统如何学习、存储信息，以及在生命的各个阶段，包括记忆形成、成长和老化中所扮演的角色。
在本文中，我们将深入探讨突触可塑性的研究进展，以及它对神经科学、认知科学、心理学等领域的重要性。
突触可塑性被分为两种基本类型：长时程增强（long-term potentiation，简称LTP）和长时程抑制（long-term depression，简称LTD）。
其中，LTP是指一种增强神经元连接力的过程，即在神经元之间反复传递电信号时，连接强度会逐渐增强，从而提高神经元之间的信息传递效率。
LTD则相反，是指一种降低神经元连接力的过程，即在神经元之间反复传递电信号时，连接强度会逐渐降低，从而减少神经元之间的信息传递效率。
这两种过程是在神经元之间的化学反应中完成的，其中包括神经递质、受体、信号转导等环节。
突触可塑性的研究始于20世纪初期。
当时，科学家们已经发现了一些简单的可塑性现象，例如反射弧长时程增强（long-termfacilitation，简称LTF）。
这种现象是指，当一只动物反复经历与一个刺激相关的痛苦刺激时，在反射弧中突触的连接强度会加强，从而使得动物身体对痛苦刺激的反应更快、更强。
这种现象在神经科学研究中引起了广泛关注，并且在20世纪中叶被证实与LTP是一种相似的现象。
LTP的研究是神经科学领域的一个重要课题，它的研究有助于我们理解神经系统如何学习和存储信息，以及如何产生长期的行为变化。
研究表明，LTP在人体的各个部位都有存在，例如大脑皮层、海马体、小脑等。
LTP的发现也促进了近年来对神经元之间信号转导和分子机制的探索。
由于不同形式LTP的机制各异，因此我们对突触可塑性的研究有利于我们对认知功能的理解。
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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 100050Abstract 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 involvingpost2synaptic mechanisms , is a reflection of neural plasticit y. St udyon 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 1973 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 Z5 AM PA 受体和 N MDA 受体介导的。
过去 , 研究者 - 蛋白相互作用的位点。
由于 GluR1 和 GluR2 一直认为它们共存于单个兴奋性突触上。
1994 年 , 具有不同的 C 末端 ,决定了 Glu 受体亚型和 Glu 受 Kullmann 首次发现 ,N MDA 受体可持续地与量子化体蛋白作用是亚型特异性的 : GluR2 与突触蛋白( ) 释放的神经递质结合 ,结合量远超过 AM PA 受体与 GR IP glutamate recep to r interf acting p rotein、N SF) ( 递质的结合量。
这一结果提示 AM PA 受体和 N M2 N2ethylmaleimide2sensitive f usio n p rotein、P IC K11 () DA 受体可能独立存在于兴奋性突触上。
接着在与蛋白激酶 C1 相互作用的蛋白以及 AM PA 受体( ) ( ) 谷氨酸 Glu能神经突触 ,发现神经递质释放的减少结合蛋白 AMPA2recep to r2binding p rotein 、AB P相6 ( 并不是引起突触后膜对突触前刺激反应性降低的主互作用,而 GluR1 只与突触相关蛋白 97 synap se22 ) 要原因 ,膜反应性降低与突触后机制有关。
在正 associated p rotein97 、SA P97相互作用。
常的兴奋性突触传递过程中 ,突触前囊泡释放 Glu , 在海马 CA1 区及其他兴奋性突触 ,高频刺激诱作用于突触后膜 AM PA 受体和 N MDA 受体。
由于导 L TP 产生 ,突触后膜去极化 ,N MDA 受体通道开2 + 2 + 2 + N MDA 受体上 Mg的阻隔 ,只有 AM PA 受体可使放 ,细胞内 Ca持续升高 ,Ca与 CaM 结合激活钙+ + ( ) 单价阳离子 Na / K 透过 , 形成内向电流 , 产生突 2钙调蛋白依赖性激酶 I I CaM KI I,AM PA 受体亚( 触反应。
部分 Glu 能神经突触只具有 N MDA 受体型 GluR1 磷酸化 , AM PA 受体从非突触位点细胞) 而无 AM PA 受体 ,因此在静息水平不产生反应 ,使内或邻近的突触外膜重新分布到突触部位。
功能得突触反应性降低。
这进一步证实了脑中可能存在性AM PA 受体的重现可激活静寂突触 ,使其转变为部分突触 , 只具有 N MDA 受体而无 AM PA 受体。
功能性突触。
同时 AM PA 受体功能也明显增强 ,主我们将只具有 N MDA 受体 ,缺乏介导快速兴奋性突要表现为 AM PA 受体单通道突触传导增加以及磷( 触传递 AM PA 受体的突触 ,称为“静寂突触 silent 酸化位点的增加 ,这可对 L TP 产生时发生的多种生7 ) synap ses”。
大量的电生理和免疫组化研究证实 ,在理学变化作出神经生物学解释。
() 二AM PA 受体对突触可塑性和稳定性的调成年大鼠海马部位有9 %,14 %的突触只具有 N M2DA 受体而缺乏 AM PA 受体。
中枢神经系统中能产节静寂突触的转化与 L TP 形成的易化同时发生 ,8 生 N MDA 受体依赖性 L TP 的 Glu 能神经突触均存表明静寂突触的转化可能是 L TP 表达的机制。
在静寂突触 ,主要包括海马 CA1 区、齿状回、视皮层 AM PA 受体通过与膜蛋白的相互作用 ,调节突触的3 和脊髓。
可塑性和稳定性。
目前尚未证实 L TP 与神经元回路重建有关 ,但突触后位点也存在 N SF 蛋白与 AM PA 受体9 静寂突触具有 N MDA 受体 ,突触后 N MDA 受体的 GluR2 亚型 C2末端的相互作用。
破坏这种相互激活是诱导 L TP 的必须条件 ,因此理论上讲 ,静寂作用的肽的表达 ,可引起膜表面 AM PA 受体分布密突触与度降低以及影响 L TP 的诱导密切相关。
AM PA 受体在突触后膜上的插入或移出。
AM PA 受体通过胞饮和胞吐作用在细胞三、AMPA 受体在 L TP 中的作用近年来研究揭示 L TP 的表达与 AM PA 受体的质和细胞膜表面循环。
当存在兴奋性突触后电流选择性修饰有关。
实验发现 , L TP 的产生可引起时 ,海马 CA1 区锥体细胞的胞饮和胞吐作用受到破坏。
阻断突触后胞吐作用 , 可导致非激活依赖性 AM PA 受体与递质的结合量增加 ,表明 L TP 的表达可能与 AM PA 受体在静寂突触上的再现有关。
AM PA 受体介导的突触反应性下降 , 而 N MDA 受() AM PA 受体是由体介导的反应却不受影响 ,说明这些改变不能引起一AM PA 受体的特性GluR1, GluR4 四个亚型组成的复合物 , 每个复合非特定突触功能的衰退。