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活动依赖的功能性NMDA受体组成变化在调节突触可塑性中的作用

徐卓  
【摘要】:NMDA受体是中枢系统最重要的兴奋性神经递质受体之一,目前认为,NMDA受体不仅在突触可塑性的诱导中起关键作用,还在突触再可塑性(metaplasticity)中起重要作用。在视皮层研究中发现,双侧视觉剥夺可以导致长时程增强(long-time potentiation, LTP)的诱导阈值θ_(LTP/LTD)向左滑动,LTP易诱导;如果视觉剥夺后给予短暂光暴露,上述现象被逆转。这个过程伴随着NMDA受体介导的电流动力学改变:视觉剥夺导致突触内含NR2B亚单位的受体相对增加,而光暴露又能快速逆转上述NMDA受体亚基组成的变化。另外,幼年大鼠海马脑片CA1区中发现,LTP后突触内NR2B成分相对减少,NR2A成分相对增加。如果在LTP后给予去增强(depotentiation)诱导,上述功能性NR2A/NR2B受体比值变化被逆转。目前研究已经证明了突触活动经历造成的可塑性改变和这个过程中NMDA受体亚基组成变化有关,但功能性NR2A/NR2B受体比值是否是可塑性改变的原因仍有待研究。 本实验通过不同频率的预刺激(priming stimulations, PSs)刺激海马脑片Schaffer-CA1通路,用全细胞膜片箝方法记录CA1区锥体神经元的LTP、长时程抑制(long-term depression, LTD)以及它们产生阈值的改变;在同样条件下,计算不同预刺激后功能性NR2A/NR2B受体比值变化情况。结果表明:1.低频预刺激(low priming stimulations, LPS,1 Hz和5 Hz)可以造成后续LTP幅度增大,或造成LTD幅度降低,阈值反应翻转为LTP;高频预刺激(high priming stimulations, HPS,50 Hz和100 Hz)造成了LTD幅度增大,或造成LTP幅度降低,临界阈值反应逆转为LTD。2.预刺激造成了功能性NMDA受体亚基组成变化,具体说来,低频预刺激使功能性NR2A/NR2B受体比值降低,而高频预刺激造成了功能性NR2A/NR2B受体比值升高。3.预刺激造成的突触可塑性改变和功能性NMDA受体比值变化高度相关。4.药理学方法直接改变NMDA受体组成(即功能性NR2A/NR2B受体比值)可以模拟或逆转预刺激造成的可塑性变化。因此,我们得出结论:NMDA受体亚单位组成在突触可塑性调节中起了关键作用:预刺激通过影响NR2A/NR2B功能性受体比值,改变后续LTP/LTD的阈值,产生了突触再可塑性。


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