代谢型谷氨酸受体与神经发生的关系_张军峰

代谢型谷氨酸受体与神经发生的关系

张军峰v

,刘 勇

*

(西安交通大学医学院神经生物学研究所,西安710061)

中图分类号:R338 文献标识码:A 文章编号:1006-2084(2009)22-3386-04

摘要:谷氨酸作为成熟的神经元中最主要的兴奋性神经递质,可以影响神经发生,其中代

谢型谷氨酸受体具有重要作用。本文回顾总结了代谢型谷氨酸受体分类、分子结构和各亚型

突触分布,以及各组代谢型谷氨酸受体对神经发生的作用和可能机制。

关键词:代谢型谷氨酸受体;神经发生;神经干细胞

M etabo tropi c G l utam ate R eceptors and N eurog enesis Z HANG Jun-fe ng,L I U Yong.(In stit u t e of N eurobiology,M e d ic a l S c hool of X i c an Jiaotong Un iversit y,X i c an 710061,Ch i na )

Abstract :G l u t a m ate ,as t h em ost i m port ant per m an ent excitatory n eurotran s m itter i n m at u re neu -ron s ,can i nfl uen ce neurogenes i s ,and t he m etabotrop ic g l uta m ate recep t ors(mG l uRs)p l ay an i m portan t

role i n th i s p rocess .Th is pap er revie w s t h e categoriz ati on,m olecu l ar consti tuti on and s yn apti c d i s tri bu -ti on ofmG l uRs .A ls o ,the effect ofmG luRs on n eurogenesis and t h em echan is m s are s umm arized .

K ey words :M et abotrop i c gluta m ate recep t ors ;Neu rogenesis ;Neu ral ste m cell s

谷氨酸(g l u ta m ate ,G lu)是哺乳动物中枢神经系统中主要的兴奋性神经递质,对突触兴奋性的传导起调节作用,在生理状态下参与神经系统的发育、学习和记忆等的调节。谷氨酸受体(g l u ta m a te recep -to rs ,G l u R s)按与配体结合后的效应不同分为两类:离子型谷氨酸受体(ionotropic g l u ta m ate receptors ,i G luRs ,包括N-甲基-D -天冬氨酸受体、A -氨基羟甲基恶唑丙酸受体和海人酸受体)和代谢型谷氨酸受体(m etabo tropic g l u ta m ate receptors ,mG l u R s)。通常把mG luRs 当作神经递质受体,因为它们能与突触间的G l u 结合,并参与调节突触可塑性,然而有资料显示mG luRs 还有其他功能:¹不同的mG luRs 亚型在胚胎脑发育的早期就有表达并具有功能[1-4]

;º在多血症患者的外周细胞中发现有mG luRs ,而这些细胞都不受G l u 能末端支配;»在中枢神经系统及中枢神经系统外的癌瘤细胞中也检测到了mG l u R s ;¼在细胞核膜上也发现了功能性mG luRs ,这些地方是无法接触到突触传递的G l u [5-7];½mG l u R s 亚型有长C 末端结构域,其拥有/结构活性0,在没有胞外G lu 的情况下也可以被激活[8]

。因此,认为mG luRs 或许可以调节发育的细胞或者外周组织的细胞以及癌瘤细胞的生理过程。本文就mG luRs 与神经发生的相互关系及研究进展综述如下。1 mG lu R s 的分类、分子结构和突触分布1.1 mG luRs 的分类 mG luRs 属于G 蛋白耦联受体家族,根据氨基酸序列的同源性、药理学特性和细胞内信号转导机制的差异,将8种已克隆的mG l u R s 分成3组[9-12]

:¹Ñ组mG l u R s 包括mG luR1和mG luR5,主要通过耦联Gq 激活磷酯酶C ,促进细胞内磷酯酰肌醇二磷酸水解为三磷酸肌醇和二酰甘油,导致胞内Ca 2+

浓度升高;

ºÒ组mG l u Rs 包括mG luR2和

mG l u R3,与G i/o 耦联后被激活,抑制环磷腺苷的形成和电压敏

感的C a 2+通道,激活K +

通道;»Ó组mG luRs 包括mG l u R4、mG l

u R6、mG l u R7和mG luR8,也是与G i/o 耦联,激活后抑制腺苷酸环化酶的活性。其中

mG l u R1、mG luR3、mG l u R5、mG l u R6、mG l u R7和mG l u R8受体亚型由于剪接变体的存在,又分为几种亚亚型。如mG luR1又可以分为mG l u R1a 、b 、c 、d 和e 。1.2 mG l u R s 的分子结构 mG luRs 的拓扑结构包括3部分:N 末端的胞外结构域、G 蛋白耦联受体的特

异性7次跨膜区和胞质内的C 末端尾[13]

。其中N

末端部分有G lu 结合位点[14-16]

,C 末端的胞内结构域

可以与G 蛋白耦联作用引发信号转导[17,18]

。而剪接变异就经常发生在C 末端的结构域,通过外显子跳跃或者不同内在剪接体的选择,产生不同的剪接变异体。mG luR1的剪接变异体C 末端的自然丢失,会

导致激动剂效能的降低,由此推断C 末端可能决定激动剂的效能。1.3 mG luRs 的分布 各组mG luRs 既可分布在突触前,又能分布在突触后,Ñ组mG luRs 主要是位于突触前,通过调节离子型G l u 受体调节神经元的兴奋

性[19-21]

,而Ò、Ó组mG l u Rs 主要是作为突触前受体

来调节G lu 和其他神经递质的释放[22]

。

2 神经发生广义的神经发生指神经发育的所有过程,包括神经干细胞的增殖、迁移和分化。而神经元的形成,可以通过增加或改变前体细胞向神经元定向分化的方法来增加,为了更好地了解神经发生,将增殖效应与影响细胞命运和存活的效应区分开来讨论。近年来越来越多的研究发现,神经发生不仅存在于胚胎发育过程中,在哺乳动物包括人类非人类

的灵长类动物的成体中也持续存在着神经发生,而在成体中神经发生主要存在于前脑的2个脑区:侧

脑室的室下区(subventricular zone ,SVZ)[23,24]

和海马

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3386#医学综述2009年11月第15卷第22期 M ed i cal Recap i tu l ate ,Nov 2009,V o.l 15,No .22