NMDA受体在培养神经元突触内和突触外发育中的变化

目的 观察培养大鼠海马神经元NMDA受体在突触内和突触外发育中的变化.方法 采用膜片钳的全细胞模式和外面向外模式分别记录突触内和突触外NMDA受体通道电流.结果 培养2周海马神经元突触内NMDA受体通道介导的微小兴奋性突触后电流(mEPSCNMDA)幅度比培养1周神经元小,对NMDA受体亚单位NR2B的特异拮抗剂ifnprodil的敏感性远低于培养1周神经元;培养2周神经元突触外NMDA受体的单通道电流幅度和开放概率比培养1周神经元增大,但两者的电导和翻转电位无显著差异.ifenprodil降低培养1周和2周神经元突触外NNDA受体单通道电流的电导和开放概率,且对培养2周神经元开放概率的抑制作用更显著.结论 NMDA受体通道电流在培养海马神经元突触内和突触外有发育变化,提示NMDA受体NR2亚单位在培养1周的神经元突触内和突触外均主要为NR2B亚单位;而神经元培养到2周时,突触内NR2B亚单位逐渐被NR2A亚单位取代,突触外仍主要为NR2B亚单位.     

大鼠视皮层两类神经元的NMDA及GABAA受体介导的突触后电流电学特性研究

目的 在视觉发育可塑性关键期内,探讨大鼠视皮层神经元的细胞类型与兴奋性和抑制性突触后反应的关系.方法 对出生后14～28 d龄正常大鼠进行视皮层脑片膜片钳全细胞记录,分别采用神经药理学方法分离和记录谷氨酸和N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体介导的兴奋性突触后电流(excitatory postsynaptic currents, EPSCs)以及γ-氨基丁酸(galnma-aminobutyric acid,GABAA)受体介导的抑制性突触后电流(inhibitory postsynaptic currents,IPSCs),并进行神经元细胞内标记、免疫细胞化学染色.结果 锥体细胞和颗粒细胞的NMDA受体介导的EPSCs峰值、上升时间、下降时间及NMDA/谷氨酸电流比率并无显著性差异(P＞0.05);锥体细胞GABAA受体介导的IPSCs下降时间较颗粒细胞的短(P＜0.05),而峰值和上升时间并无显著性差异(P＞0.05).结论 在视觉发育可塑性关键期内,GABAA受体在大鼠视皮层不同神经元的突触传递中可能发挥不同的作用,而NMDA受体在不同神经元的突触传递中具有同质性.     

NMDA受体亚基的研究进展

NMDA受体是包含谷氨酸和甘氨酸结合位点的配体门控性离子通道,在中枢神经系统的突触传递和突触可塑性调节中起着重要的作用。已证实的3种NMDA受体亚基,在体内有着不同的分布和功能,通过基因的选择性剪切可产生多种亚单位,组成不同构成的异聚体。NMDA受体是具有多个不同结合位点的大分子复合物,其生理特性同异聚体通道的装配密切相关。神经元中NMDA受体不同亚单位的构成及分布将会影响通道的活性和信号转导。     

NMDA受体的运输及其对突触功能的意义

NMDA受体在中枢神经系统的突触功能调节中起着重要作用。最近的研究显示，突触NMDA受体并非是静态的，相反，它们的亚单位组成、运输和突触定位处于动态地调节之中。通过鉴定NMDA受体亚单位上内质网滞留基序、与突触后支架蛋白相互作用的基序、受体内化基序，已经部分阐明这种突触活性依赖的NMDA受体重新分布的细胞和分子机制。这种NMDA受体动态地插入和撤离突触后膜，可能对几种类型的长时程突触可塑性具有重要贡献。     

D-丝氨酸对大鼠视皮层神经元突触后NMDA受体功能的调制作用

目的：观察在发育大鼠视皮层脑片标本上D-丝氨酸对大鼠视皮层神经元突触后NMDA受体功能是否具有调制作用．方法：应用脑片膜片钳全细胞记录技术,记录13～15dSD大鼠视皮层Ⅱ-Ⅲ层椎体神经元的微小兴奋性突触后电流（mEPSCs）,观察D-丝氨酸对mEPSCs的调制作用．结果：mEPSCs包含两种受体电流成分,即AMPA受体与NMDA受体电流成分;应用外源性D-丝氨酸（1,10和100μmol／L）均增强了mEPSCs的NMDA受体电流成分（P〈0．01）,并呈现浓度依赖性,而应用NMDA受体阻断剂D—APV（50μmol／L）完全阻断这种增强效应．此外,D-丝氨酸没有影响mEPSCs的AMPA受体电流成分．结论：在大鼠视皮层Ⅱ-Ⅲ层锥体神经元上,突触后NMDA受体的甘氨酸结合位点是不饱和的,应用外源性D-丝氨酸可以增强NMDA受体功能,本研究为精神分裂等精神疾病的治疗提供有意义的资料．     

NMDA受体与神经退行性疾病的关系

兴奋性氨基酸受体是哺乳动物中枢神经系统中主要的兴奋性神经递质受体,它是介导谷氨酸(Glu)及其他相关内源性酸性氨基酸兴奋作用的跨膜蛋白.谷氨酸受体可分为离子型和代谢型两类.离子型受体可进一步分为N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体和非NMDA受体(AMPA和KA受体).NMDA受体可调节神经元的存活,树突、轴突结构发育和突触可塑性,神经元回路的形成以及学习记忆活动,对生物发育过程极为重要.NMDA受体活性调节的失衡可能是神经退行性疾病及癫痫、缺血性脑损伤等许多中枢神经系统疾病发病的基础.文章重点就NMDA受体与神经退行性疾病的关系进行综述.     

NMDA受体与神经退行性疾病的关系

兴奋性氨基酸受体是哺乳动物中枢神经系统中主要的兴奋性神经递质受体,它是介导谷氨酸(Glu)及其他相关内源性酸性氨基酸兴奋作用的跨膜蛋白.谷氨酸受体可分为离子型和代谢型两类.离子型受体可进一步分为N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体和非NMDA受体(AMPA和KA受体).NMDA受体可调节神经元的存活,树突、轴突结构发育和突触可塑性,神经元回路的形成以及学习记忆活动,对生物发育过程极为重要.NMDA受体活性调节的失衡可能是神经退行性疾病及癫痫、缺血性脑损伤等许多中枢神经系统疾病发病的基础.文章重点就NMDA受体与神经退行性疾病的关系进行综述.     

突触内NMDAR通道电流在培养神经元发育中的变化

 [目的]观察培养大鼠海马神经元突触内NMDA受体（NMDAR）通道电流在发育中的变化。[方法]取新生1dSD大鼠海马制成细胞悬液,接种在培养板上进行培养。培养到1周和2周时,采用膜片钳全细胞模式记录神经元突触内自发的微小兴奋性突触后电流（mEPSC）。[结果]培养2周海马神经元突触内NMDA受体介导的mEPSC（mEPSCNMDA）幅度比培养1周神经元小,对NR2B的特异拮抗剂ifenprodil的敏感性降低。Ifenprodil对培养1周神经元mEPSCNMDA的抑制作用达到（80.47±6.12）%,却只抑制（12.27±2.02）%培养2周神经元的mEPSCNMDA。[结论]培养海马神经元突触内NMDA受体通道电流有发育变化,提示培养1周神经元突触内NMDA受体NR2亚单位主要为NR2B;而神经元培养到2周时,突触内NR2B亚单位逐渐被NR2A取代。     

突触内NMDAR通道电流在培养神经元发育中的变化

[目的]观察培养大鼠海马神经元突触内NMDA受体（NMDAR）通道电流在发育中的变化。[方法]取新生1dSD大鼠海马制成细胞悬液,接种在培养板上进行培养。培养到1周和2周时,采用膜片钳全细胞模式记录神经元突触内自发的微小兴奋性突触后电流（mEPSC）。[结果]培养2周海马神经元突触内NMDA受体介导的mEPSC（mEPSCNMDA）幅度比培养1周神经元小,对NR2B的特异拮抗剂ifenprodil的敏感性降低。Ifenprodil对培养1周神经元mEPSCNMDA的抑制作用达到（80.47±6.12）%,却只抑制（12.27±2.02）%培养2周神经元的mEPSCNMDA。[结论]培养海马神经元突触内NMDA受体通道电流有发育变化,提示培养1周神经元突触内NMDA受体NR2亚单位主要为NR2B;而神经元培养到2周时,突触内NR2B亚单位逐渐被NR2A取代。     

N一甲基-D-天冬氨酸受体介导的体外循环脑损伤

N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor,NMDAR)是兴奋性氨基酸的一种特异性受体,不仅参与突触兴奋性的传递,而且还与突触的可塑性及发育[1]、神经元变性和某些神经精神病的发展有关.NMDA介导的神经兴奋毒性在缺血缺氧性脑损伤中起关键性作用.在体外循环手术尤以深低温停循环后,脑部损伤作为手术后主要并发症严重影响治疗质量.本文在此就NMDA受体介导的体外循环缺血缺氧性脑损伤的研究进展做一综述.     

NMDA受体与中枢神经系统退行性疾病

兴奋性氨基酸（excitatory amino acids, EAA）是存在于中枢神经系统的兴奋性神经递质,主要包括谷氨酸和天门冬氨酸。谷氨酸受体可分为离子型和代谢型两类。N-甲基-D-天冬氨酸（N-Methyl-D-Aspartate, NMDA）受体是离子型受体的一种亚型。NMDA受体可介导Ca2+内流,增强突触可塑性,参与学习记忆及神经系统发育。另一方面,机体兴奋性氨基酸剧增时,通过激动NMDA受体引起大量的Ca2+内流,细胞内Ca2+超载,进一步激活一系列胞内机制而导致细胞死亡。所以NMDA受体历来被认为是一把双刃剑。NMDA受体活性调节的失衡可能是神经退行性疾病、癫痫及缺血性脑损伤等许多中枢神经系统疾病发病的基础。本文重点就NMDA受体与神经退行性疾病的关系进行综述。     

雌激素和Glu-NMDA受体通路与学习记忆相关性的研究进展

雌激素（estrogen,E）是维持女性第二性征最主要的甾体物质,其在神经系统也发挥广泛的药理作用,如抗脑缺血再灌注损伤减少梗死面积,抗自由基形成,调节兴奋性氨基酸释放等.雌激素自身作为一种抗氧化剂能够通过调节体内氧化还原平衡发挥神经保护作用.另外,雌激素在神经系统药理作用的发挥与其受体密不可分,经典的雌激素受体（estrogen receptor, ER）主要位于细胞核内,包括ER-α和ER-β两种亚型,二者均可在大脑皮质和海马表达：卵巢切除大鼠学习记忆能力降低的同时,ER-α在大脑皮质区和海马区表达也显著减少;ER-β基因敲除能够严重影响学习记忆行为、长时程增强（long term potentiation,LTP）和突触强度,该受体可能参与了高级脑功能的调节.N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid,NMDA）受体作为与学习记忆密切相关的受体,与雌激素受体在海马区存在共表达.雌激素可能通过膜相关的雌激素受体快速激活ERK1/2信号转导通路,进一步诱导NMDA受体NR2B亚基磷酸化,激活NMDA受体,三者均会影响突触可塑性.本文就雌激素及其受体和Glu-NMDA受体通路与学习记忆的相关性进行综述.     

Recent development in NMDA receptors

Purpose To identify the structure and the function of NMDA receptors, to understand the modulatory mechanism of some endogenous and exogenous compounds on NMDA receptors, and to provide theoretical basis for developing new drugs that modulate NMDA receptors. Data sources A total of 24 originally identified articles were selected.Study selection A total of 24 articles were selected from several hundred original articles or reviews. The content of selected articles are in accordance with our purpose and the authors are authorized scientists in the study on NMDA receptors.Data extraction After careful review of the selected papers, the meaningful results and conclusions were extracted using scientific criteria and our experience in the research of NMDA receptors.Results NMDA receptor contains at least five subunits. They were designated as the NR1 (ζ1), NR2A (ε1), NR2B (ε2), NR2C (ε3), and NR2D (ε4). A unique feature of NMDA receptor is the requirement for both glutamate and the co-agnist glycine for the efficient gating. NMDA receptor is modulated by a number of endogenous and exogenous compounds. Mg(2+) not only blocks the NMDA channel in a voltage-dependent manner but also potentiates NMDA-induced responses at positive membrane potentials. Na(+), K(+) and Ca(2+) not only pass through the NMDA receptor channel but also modulate the activity of NMDA receptors. Zn(2+) blocks the NMDA current in a noncompetitive and a voltage-independent manner. It has been demonstrated that polyamines do not directly activate NMDA receptors, but instead act to potentiate or inhibit glutamate-mediated responses. The activity of NMDA receptors is also strikingly sensitive to the changes in H(+) concentration, and partially inhibited by the ambient concentration of H(+) under physiological conditions.Conclusions NMDA receptors are glutamate-regulated by ion channels that are permeable to Ca(2+), Na(+), K(+) and are sensitive to voltage-dependent Mg(2+) block. This channel complex contributes to excitatory synaptic transmission at sites throughout the brain and the spinal cord,and is modulated by a number of endogenous and exogenous compounds. NMDA receptors play a key role in wide range of physiologic and pathologic processes. Five NMDA receptor subunits have now been characterized in both rat and mouse brain.     

戊四氮诱导发育鼠癫癎持续状态后海马突触素的变化及MK-801的影响

目的探讨戊四氮诱导发育鼠癫癎持续状态（SE）后海马结构的突触重建以及NMDA受体在其中的作用。方法利用图像分析仪测定戊四氮诱导的发育鼠癫癎持续状态模型及用NMDA受体拈抗剂MK-801治疗后海马结构内CA3区及齿状回内分子层突触素（p38）的阳性免疫反应产物的光密度值（A）。结果不同日龄SD大鼠SE后海马结构内各部p38阳性免疫反应产物光密度值较对照组显著增加，尤以CA3区苔藓纤维层和齿状回分子层内带为甚；MK-801可显著减少p38的表达。结论癫癎持续状态后存在突触重建现象，一方面是癫癎发作的结果，另一方面也可能是导致癫癎反复发作的分子学基础；在此过程中NMDA受体发挥着重要的作用。     

Synaptic metaplasticity through NMDA receptor lateral diffusion

Lateral diffusion of glutamate receptors was proposed as a mechanism for regulating receptor numbers at synapses and affecting synaptic functions, especially the efficiency of synaptic transmission. However, a direct link between receptor lateral diffusion and change in synaptic function has not yet been established. In the present study, we demonstratedNMDAreceptor(NMDAR) lateral diffusion in CA1 neurons in hippocampal slices by detecting considerable recovery of spontaneous or evoked EPSCs from the block of (+)-MK-801[(+)-5-methyl-10,11-dihydro-5H-dibenzo[a,d] cyclohepten-5,10-imine maleate], an irreversible NMDAR open-channel blocker. We observed changes on both the number and the composition of synaptic NMDAR on recovery. More importantly, after the recovery, long-term potentiation(LTP)-producing protocol induced only LTD(long-term depression) instead of LTP. In contrast, a complete recovery from competitive NMDAR blocker D,L-AP-5 was observed without subsequent changes on synaptic plasticity. Our data suggest a revised model of NMDAR trafficking wherein extrasynaptic NMDARs, mostly NR1/NR2B receptors, move laterally into synaptic sites, resulting in altered rule of synaptic modification. Thus, CA1 synapses exhibit a novel form of metaplasticity in which the direction of synaptic modification can be reverted through subtype-specific lateral diffusion of NMDA receptors.     

N- 甲基-D- 天冬氨酸受体在记忆网络中的作用

N- 甲基-D- 天冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受体属于谷氨酸离子型受体，其与突触的可塑性和学习记忆密切相关。中枢神经系统中与学习记忆相关的，如以胆碱受体、腺苷A1 受体等为代表的诸多受体及递质，以谷氨酸（glutamate，Glu）为代表的氨基酸能神经通路，以长时程增强（long-term potentiation，LTP）等为代表的脑内神经电活动，以脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）等为代表的基因蛋白遗传信息改变，甚至许多神经退行性疾病中Glu 的神经毒性等，都与NMDA 受体相关，通过NMDA 受体功能的改变调控学习记忆功能，进而对整个中枢神经系统产生影响。换句话说，如果把学习记忆的信息传递系统看做一个庞大的信息网络，那么NMDA 受体就是学习记忆相关神经网络中一个相对中心的关键位点。因此，以探讨NMDA 受体在学习记忆错综复杂网络中的关联为切入点，以微观深入研究为基础、以宏观视野分析为引领，全方位评价NMDA 受体在学习记忆网络中的作用，或许可以引领未来脑功能及相关疾病系统的研究。     

突触内外NMDA受体的分布调控及其生物学功能

N-甲基-D-天冬氨酸（N-Methyl-D-Aspartate,NMDA）受体历来被认为是一把双刃剑。一方面,它可介导钙离子内流,增强突触可塑性,提高神经元兴奋性;另一方面,它的过度开放导致钙离子过量内流,形成钙超载,引起细胞功能紊乱,诱发凋亡,或启动细胞死亡信号转导途径。然而,最近的研究表明NMDA受体的生物学效应并不完全取决于其开放程度,不同部位的NMDA受体可激活不同的信号转导通路,产生相反的生物学效应。其中突触上的NMDA受体活化可通过作用于细胞核内的钙离子信号转导通路,发挥保护神经细胞的作用;而突触外的NMDA受体则可诱发细胞的凋亡甚至死亡途径。两者之间的失衡是神经系统疾病发病的主要机制之一,例如在老年痴呆以及亨廷顿氏病中,均发现有NMDA受体分布的异常。因此,调控NMDA受体的分布为神经退行性疾病的治疗提供一个新的方向。     

神经元-突触丢失与老年痴呆

阿尔茨海默病（AD）的基础和临床研究表明,老年斑和神经纤维缠结与痴呆程度无显著相关。在AD、血管性痴呆、额颞叶痴呆、路易体痴呆脑内均有明显突触丢失。神经元-突触丢失或突触丢失被认为是老年痴呆的主要原因。已发现Aβ和tau磷酸化过程中产生的寡聚体、突触外NMDA受体、含于突触后致密区的shank蛋白可导致突触丢失。因此,AD治疗的新方案包括：①用免疫治疗来清除Aβ寡聚体;②调节mTOR（一种使细胞存活的激酶）和UPS（泛素蛋白酶系统）活性,以维持突触蛋白的正常稳态平衡;③选择性激动突触NMDA受体或选择性拮抗突触外NMDA受体;④增加海马神经发生和增加突触新生。我们最近研究证明人参皂苷Rg1及其代谢产物Ppt能提高突触效能和结构可塑性,以及增加海马神经发生。提示该化合物有望成为防治神经元-突触丢失的药物。     

PD鼠纹状体内NMDA受体密度及黑质内NMDA受体mRNA含量的观察

采用核酸斑点杂交定量法和放射配体饱和分析法，分别测定了６－羟基多巴胺（６－ＯＨＤＡ）损毁一侧黑质纹状体通路后同侧黑质内Ｎ－甲基－Ｄ－门冬氨酸（ＮＭＤＡ）受体ｍＲＮＡ含量及纹状体内ＮＭＤＡ的受体密度，研究发现该通路损毁两周后，ＮＭＤＡ受体密度减少，而ＮＭＤＡ受体ｍＲＮＡ含量无明显改变；损毁３个月后，两者均明显减少。研究结果提示ＮＭＤＡ受体密度于早期减少，反映了该通路多巴胺能神经纤维的降解，损毁后期两者减少，说明ＮＭＤＡ受体位于该通路神经纤维的突触前膜。