离子型谷氨酸受体参与学习和记忆分子机制的研究进展

学习和记忆是脑的高级功能,是一个相当复杂的生理过程,目前认为学习记忆机制是突触传递效能的长时程增强(Long-term potentiation,LTP),被认为是学习与记忆的一个细胞模型[1].LTP 的形成与突触前递质的释放、突触后相关受体通道以及各种蛋白激酶、逆行信使、即早基因等密切相关.谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中最重要的兴奋性神经递质,主要在谷氨酸受体的介导下实现其在脑内的众多功能.谷氨酸受体被激活后除参与快速的兴奋性突触传递外,还可以调节神经递质的释放、突触的可塑性、LTP和长时程抑制(long-term depression,LTD) 以及学习和记忆等中枢神经系统正常的生理功能[2] .本文就离子型谷氨酸受体参与学习和记忆的分子机制研究进展进行了综述.     

三方突触调控LTP的机制研究进展

<正>三方突触由星形胶质细胞(AS)、突触前膜和突触后膜构成^[1,2],在功能上作为一个整体调控长时程增强(LTP),影响人体的学习记忆功能。LTP是指一种发生在神经细胞信号传输过程中信号持久增强的现象^[3]。研究表明,LTP效应与学习、记忆过程密切相关,学习记忆功能的提高是神经系统疾病领域研究的重点和热点。诸多神经系统疾病存在海马LTP功能的抑制,学习记忆功能的受损^[4],如阿尔茨海默病(AD)、脑卒中、脑瘫(CP)等疾病^[5,6]。     

老年小鼠突触可塑性和记忆功能变化与nNOS表达的关系

目的 对老年小鼠突触可塑性和记忆能力变化与海马nNOS表达变化之间的关系进行探讨.方法 2月龄(青年)和16月龄(老年)昆明小鼠分别用Y型迷宫测试自发交替和活动能力,离体脑片细胞外观测海马长时程增强(LTP)的变化,免疫组化检测海马nNOS阳性细胞表达的变化.结果 老年小鼠的自发交替的百分率和活动能力较青年小鼠明显下降(P＜0.01),离体海马脑片LTP诱发成功率和群峰电位振幅增大率明显下降(P＜0.01),海马CA1区、齿状回的nNOS阳性细胞的染色强度减弱(P＜0.01).结论 小鼠在衰老过程中会伴有突触可塑性和记忆功能降低,其病理机制和nNOS神经元丧失有关.     

电针对衰老模型大鼠学习记忆及海马CA1区LTP的影响

目的 研究电针对D-半乳糖致衰老大鼠学习记忆障碍和海马CA1区突触传递长时程增强(LTP)效应的影响,探索电针改善学习和记忆的作用机制.方法 将SD大鼠随机分为正常对照组、模型组和电针组.采用腹腔注射D-半乳糖的方法建立衰老大鼠模型;电针组选取百会和足三里穴给予大鼠电针治疗,参数设定为:3 Hz,1 mA,连续波.采用Morris水迷宫观察大鼠行为学变化;并采用高频刺激Schaffer侧支,然后在同侧海马CA1区诱导LTP的方法检测大鼠海马突触可塑性的变化.结果 模型组与正常对照组相比水迷宫测试中的逃避潜伏期明显延长,距离百分比明显降低(P＜0.05,P＜0.01);而电针组与模型组相比潜伏期明显缩短,距离百分比明显增大(P＜0.01).模型组与正常对照组相比海马CA1区LTP明显受到抑制(P＜0.01),而电针组能减轻D-半乳糖对海马CA1区LTP的抑制作用,明显改善突触功能的可塑性(P＜0.05).结论 电针可改善由D-半乳糖致衰老大鼠学习记忆能力,其作用机制之一可能与大鼠海马CA1区LTP的提高有关.     

突触后致密区蛋白-95与突触可塑性研究进展

<正>突触是神经元之间的连接部位,生物信号通过突触前膜经突触传递到突触后膜。突触数量和功效的改变可引起突触可塑性的改变~(〔1〕)。突触可塑性是学习和记忆的神经基础。突触后致密区(PSD)是突触后信号转导和整合的结构基础,而PSD-95是新近在谷氨酸能突触的PSD中发现的一种特殊蛋白质~(〔2〕),能够整合N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体信号。该蛋白与突触可塑性密切相关。本文就PSD-95与突触可塑性研究     

丹银提取物对血管性痴呆模型大鼠海马长时程增强的影响

目的探讨丹银提取物对血管性痴呆(VD)模型大鼠海马长时程增强(LTP)的影响。方法采用改良的4-VO法建立VD模型大鼠,术后给予丹银提取物治疗,用Morris水迷宫检测大鼠学习记忆能力,在体记录大鼠海马LTP。结果经丹银提取物治疗后,VD模型大鼠学习记忆能力明显改善。LTP实验:模型组与对照组比较,高频刺激后峰电位(PS)幅值和兴奋性突触后电位(EPSP)斜率均明显减小(P0.01),用药组与模型组比,高频刺激后PS幅值和EPSP斜率均增大(P0.01)。结论丹银提取物能改善VD大鼠学习和记忆能力,其机制可能与其促进VD模型大鼠海马病理性突触可塑性的恢复有关。     

突触可塑性相关物质及其在脑缺血后的变化

突触可塑性是学习和记忆的细胞分子学基础 ,探讨突触可塑性相关物质及其在脑缺血后的变化对于揭示学习和记忆的分子机制有非常重要的意义。     

CaMKⅡ参与内脏痛觉调节的机制

Ca^2＋/钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）广泛分布于神经系统．是突触后致密物（PSD）的主要构成蛋白之一。CaMKⅡ因其特殊的自身磷酸化机制，可形成突触后膜长时程增强效应（LTP）．在中枢神经系统突触可塑性变化中发挥重要作用。近年研究发现CaMKII尚参与痛觉过敏的形成，且在功能性胃肠病的发病中亦发挥重要作用。本文就CaMKⅡ的独特结构、自身磷酸化机制及其与内脏高敏感的关系作一综述。     

突触可塑性相关物质及其在脑缺血后的变化

突触可塑性是学习和记忆的细胞分子学基础，探讨突触可塑性相关物质及其在脑缺血后的变化对于揭示学习和记忆的分子机制有非常重要的意义。     

谷氨酸NMDA受体与学习记忆的关系

人与哺乳动物都有随着年龄的增长出现学习与记忆衰退的现象.脑血管性疾病是引发学习记忆障碍的原因之一,并以缺血性脑血管病居于首位.N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)参与了学习记忆障碍的发病过程,在发病的众多环节中起关键性的作用.学习和记忆的神经生物学基础是突触可塑性[1],后者的理想模型是高频刺激引起的长时程增强效应(LTP),而NMDA在LTP的形成过程中起重要的调控作用[2].     

慢性饮酒及戒断对老年大鼠学习记忆的影响

目的探讨慢性饮酒及戒断对老年大鼠学习记忆的影响及其机制。方法 36只雄性老年SD大鼠随机分为对照组、乙醇组和戒断7 d组,每组12只。对照组大鼠正常饮水饲养;乙醇组大鼠以6%(V/V)酒精作为唯一饮水来源,持续30 d,建立慢性酒精依赖大鼠模型;戒断7 d组大鼠以6%(V/V)的酒精作为唯一饮水来源,持续30 d后,恢复正常饮水7 d。Morris水迷宫实验观察各组大鼠学习记忆成绩,电生理实验检测强直性高频刺激对海马长时程增强(LTP)的影响。免疫荧光实验检测海马CA1区和前额叶皮层突触可塑性蛋白(PSD-95)表达的变化。结果乙醇组较对照组大鼠逃避平台潜伏期时间连续3个实验日均显著延长(P0.01),与乙醇组比较,戒断7 d组大鼠逃避平台潜伏期时间连续3个实验日均显著变短(P0.05);强直性高频刺激可诱导3组大鼠海马CA1区电活动呈现LTP样变化,乙醇组LTP幅值较对照组显著降低(P0.05),戒断7 d组LTP幅值较乙醇组显著升高(P0.05);在海马和前额叶皮层,乙醇组PSD-95的表达较对照组显著减少(P0.01),戒断7 d组PSD-95表达较乙醇组显著增加(P0.05)。结论慢性饮酒导致老年大鼠空间记忆能力减退,可能与酒精对海马和前额叶皮层神经元的损伤使突触可塑性降低、PSD-95表达减少有关。     

快速老化小鼠P8海马神经元突触结构与功能可塑性

目的从海马神经元突触结构与功能可塑性角度探讨阿尔茨海默病(AD)认知功能缺损的可能原因。方法以10月龄快速老化小鼠(SAMP)8为AD模型,同月龄抗快速老化小鼠(SAMR)1为正常对照,采用Morris水迷宫实验评价动物学习记忆能力,透射电镜观察海马CA1区神经元突触超微结构,在体长时程增强(LTP)记录观察海马前穿通纤维-齿状回(PP-DG)通路神经元突触传递效能。结果与SAMR1比较,SAMP8逃避潜伏期延长(P=0.000),穿越有效区次数减少(P=0.046);海马CA1区神经元突触后致密带变薄(P=0.000),突触间隙增宽(P=0.024),突触界面曲率下降(P=0.000);海马PP-DG通路LTP诱发率(P=0.362)、群峰电位(P=0.900)及潜伏期(P=0.394)差异无统计学意义。结论海马CA1区突触超微结构受损可能是导致SAMP8学习记忆能力下降的原因,CA1区与DG区在AD病理上可能扮演不同角色。     

重组人apoE对大鼠在体海马LTP诱导过程中CaMKⅡ磷酸化水平的影响

目的 观察不同亚型重组人apoE对大鼠在体海马长时程增强(LTP)诱导过程中Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)磷酸化水平的影响.方法 健康雄性Wistar大鼠24只,随机分为测试刺激对照组、高频刺激对照组、apoE4干预组及apoE3干预组,共4组.用电生理方法在海马CA1区诱导在体LTP作为突触可塑性模型,断头取脑固定,用免疫组化的方法测定海马脑片CaMKⅡ磷酸化水平.结果 HFS成功诱导海马CA1区LTP,LTP诱导成功后伴有CaMKⅡ磷酸化水平的升高;apoE4预处理抑制了海马LTP的诱导,并降低了CaMKⅡ磷酸化水平;apoE3对LTP的诱导及CaMKⅡ磷酸化水平均无明显影响.结论 CaMKⅡ的磷酸化参与了LTP的形成,CaMKⅡ磷酸化的减弱可能参与了apoE4对在体海马LTP的抑制.     

远志总皂苷对癫痫模型大鼠学习记忆及海马LTP的影响

目的观察远志总皂苷(TEN)对戊四氮(PTZ)点燃癫痫模型大鼠空间学习记忆能力及海马长时程增强(LTP)的影响。方法雄性Wister大鼠随机分为对照组、癫痫模型组、TEN组,利用水迷宫法观察各组大鼠的空间学习记忆能力,利用电生理学方法通过对高频刺激前后海马CA1区场兴奋性突触后电位(fEPSP)幅度比较检测大鼠海马LTP变化。结果与对照组相比较,癫痫模型组空间学习记忆能力显著下降,海马CA1区LTP受到显著抑制(P0.05);TEN可改善上述指标的异常变化(P0.05)。结论TEN可改善癫痫模型大鼠空间学习记忆能力及海马LTP的抑制。     

突触可塑性相关物质基础研究进展

<正>突触可塑性是指突触在形态和功能上的改变,是学习和记忆活动的神经生物学基础,在神经系统的发育、成熟及学习记忆中起重要作用。突触的传递可塑性是决定整个突触可塑性最关键的部分。多项研究表明,突触可塑性与阿尔茨海默病(AD)患者认知功能下降密切相关,修复受损突触结构,提高突触传递可塑性,可有效改善AD患者认知功能,提高学习记忆能力〔1〕。本文就影响突触结构及传递可塑性的物质基础进行综述,以期为临床治疗AD认知功能障碍提供可行途径及     

老年抑郁模型大鼠神经可塑性变化及温胆汤的干预机制

目的探讨老年抑郁模型大鼠神经可塑性变化及温胆汤的干预机制。方法以孤养结合慢性不可预见性应激老年抑郁模型大鼠为研究对象,在实验第7、14、21天检测各组大鼠海马突触结构的体视学变化以及神经元再生情况。结果在抑郁形成过程中,随着时间的增加,21 d时,与空白组比较,模型组大鼠突触活性区长度、突触后致密物质厚度以及NeuN/BrdU、β-tubulinⅢ/BrdU双标阳性细胞数均明显减少,突触间隙宽度增加明显(P<0.01)。随着温胆汤治疗时间的增加,上述各指标的趋势均得到抑制(P<0.05)。结论老年抑郁症患者中存在海马神经突触结构损伤、神经元再生减少等可塑性变化,温胆汤可通过逆转上述变化而发挥其抗抑郁的效应。     

SIRT1在NMDA诱导的兴奋性神经毒中的保护作用

谷氨酸是中枢神经系统重要的神经递质,介导各种兴奋性突触传递.在胚胎期神经发育、成年脑的各种兴奋性突触传递、突触的可塑性等方面发挥重要作用[1].然而,谷氨酸在突触间隙的过度聚集可引起神经元损伤甚至死亡,被称为兴奋性神经毒.兴奋性神经毒参与多种神经病理过程,如脑缺血损伤和各种神经退行性疾病等.而兴奋性神经毒模型是最常用(被普遍公认)、最具毒性(既可引起坏死,也可引起凋亡)、损伤机制最复杂(涉及氧化应激、线粒体功能障碍、细胞坏死及凋亡等)、最具临床意义(兴奋性神经毒参与了几乎所有神经病理过程,如脑缺血损伤,各种神经退行性疾病等)的一个神经损伤模型[1,2].     

中药远志对D-半乳糖致衰大鼠学习记忆及海马长时程增强的影响

目的观察中药远志对D-半乳糖致衰大鼠学习记忆及海马长时程增强(LTP)的影响及作用机制。方法 32只雄性W istar大鼠随机分为对照组、模型组、远志高、低剂量组,采用Morris水迷宫实验来检测各组大鼠的学习记忆能力;通过电生理实验比较高频刺激前后在体海马CA1区场兴奋性突触后电位(fEPSP)的变化幅度。结果与对照组比较,模型组在平台象限停留时间明显缩短(P<0.01),LTP明显受到抑制(P<0.01);与模型组比较,远志高、低剂量组平台象限停留时间明显延长(P<0.01,P<0.05),LTP明显升高(P<0.01,P<0.01);且高、低剂量组之间存在显著差异(P<0.05)。结论远志能改善衰老大鼠的学习记忆能力,其机制与其减轻D-半乳糖致衰老大鼠海马CA1区LTP的抑制,改善突触的可塑性有关;且远志对学习记忆及LTP的影响具有剂量依赖性。     

ApoE4对大鼠在体海马长时程增强的影响

目的 探讨载脂蛋白E(apoE)对大鼠在体海马长时程增强(LTP)诱导及维持的影响.方法 ①电生理手段记录大鼠在体海马CA1区场兴奋性突触后电位(fEPSPs)变化;②通过侧脑室注射给药观察重组人apoE4及apoE3对LTP形成的影响.结果 ①高频刺激(HFS)成功诱导海马CA1区LTP,不同apoE异构体(apoE4,apoE3)对大鼠在体海马LTP具有不同的作用;②ApoE4对大鼠海马LTP的抑制作用具有时间依赖性.结论 ApoE4预处理时间依赖性压抑了海马LTP的诱导和维持;apoE3对海马LTP的诱导和维持无影响.     

老年抑郁模型大鼠神经可塑性变化及氟西汀的干预机制

目的探讨老年抑郁模型大鼠神经可塑性变化及氟西汀干预机制。方法以孤养结合慢性不可预见性应激老年抑郁模型大鼠为研究对象,在实验第7、14、21天,检测各组大鼠海马突触结构的体视学变化以及神经元再生情况。结果在抑郁形成过程中,21 d时,与空白组比较,模型组大鼠不仅突触活性区长度、突触后致密物质厚度明显减少,突触间隙宽度增加明显,而且NeuN/BrdU、β-tubulinⅢ/BrdU双标阳性细胞数均显著减少(均P<0.01)。随着氟西汀治疗周次的增加,各指标的趋势均得到抑制(P<0.05)。结论老年抑郁症中存在海马神经突触结构损伤,神经元再生减少的可塑性变化,氟西汀可通过增加抑郁模型大鼠海马神经元发生,恢复海马的结构与功能,从而发挥其抗抑郁的作用。