突触可塑性中沉默突触的研究进展

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1、AMPA受体在突触后沉默突触中的研究进展摘要：目前研究已经发现,突触后沉默突触的发生机制主要是由于突触后膜缺乏AMPA受体，而不表达AMPA受体的沉默突触激活转化为表达AMPA受体的功能性突触是LTP形成的重要机制。本文将根据近年来的研究发现对AMPA受体缺乏引起的突触后沉默突触研究进展进行详细的综述。关键词：AMPA受体　突触可塑性沉默突触突触传递谷氨酸能受体神经生物突触可塑性已经成为近年来许多神经生物实验室的研究重点，越来越多的实验室都在挖掘突触可塑性的结构与机制，以求发现神经元可塑性的完全机制，从而最终能够获得学习和记

2、忆的生物学基础与生理学的机制。突触可塑性所代表的长时程增强和长时程抑制现象也已被公认为是学习记忆活动的细胞水平的生物学基础。自从1972年PatrickWall和他的学生EugeneMerrill在1972年发现了“无作用的突触”后，再到1995年Liao等[1]和Isaac等[2]分别报道了沉默突触在长时程增强(LTP)中的作用开始，沉默突触在神经元可塑性中的作用也变得越来越重要。而在中枢神经系统中，兴奋性氨基酸受体包括NMDA受体、AMPA受体和KA受体。以往的研究认为，NMDA受体在调节多巴胺神经元的突触可塑性改变中起

3、重要作用。然而，近年来的研究表明，AMPA受体功能的调节对突触可塑性也发挥十分关键的作用。其中最值得关注的，AMPA受体的缺乏是引起突触后沉默突触的主要机制。相对于NMDA受体的稳定，突触后膜上的AMPA受体状态和数目是高度可变的，[3]这种动态变化对于调节突触传递效能起着十分重要的作用，而突触传递效能的变化是突触可塑性的主要表现，因而有理由推测，AMPA受体在介导突触可塑性方面起重要作用。而随后的研究又发现，突触后沉默突触的激活机制主要在于突触后膜AMPA受体的快速插入。[4]本文将根据最新的研究进展对AMPA受体在突触后

4、沉默突触的机制以及激活的机制进行详细的综述。1沉默突触与AMPA受体　1·1沉默突触的概念突触是两个神经元之间或神经元与效应器细胞之间联系的功能结构，是信息传递的通道，其主要结构包括突触前膜的致密区、突触后膜和大约20～50nm宽的突触间隙。信息传递过程即是把到达突触前膜的动作电位转变为释放贮存于前膜内侧分泌囊泡中的化学分子，由后者通过突触间隙作用于突触后膜，最后再转变为后膜的电变化完成信息的跨细胞传递。在突触中仅具有突触结构且在正常情况下不产生生理功能的突触称为沉默突触。具体的沉默突触是指在神经回路中具有能够传递信息的结构

5、但没有生理功能的突触，[5]沉默突触也被定义为兴奋性的突触后电流出现在静息膜电位但在去极化中却缺乏。[6]严格判断沉默突触应该有2个标准:(1)突触的结构必须存在，(2)在神经系统正常情况下不产生生理功能。[7]而研究发现沉默突触的活化机制与LTP形成的机制类似。因此，沉默突触不仅仅是简单的神经可塑性问题和电神经发育过程中的问题。研究沉默突触的形成和活化机制，有助于阐明神经系统的发育变化与学习记忆有关的神经可塑性问题。近年来研究表明突触后膜缺乏谷氨酸AMPA受体是导致突触后沉默突触产生的机制，AMPA受体的插入在突触后沉默突

6、触的重新激活中起着关键作用。1·2神经递质及谷氨酸能AMPA受体的结构作为神经递质的化学分子有多种，可以分为三类，即第一类的“经典”神经递质，是贮存在神经终末囊泡中的低分子质量物质，包括乙酰胆碱、去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺、组胺、三磷酸腺苷、以及γ-氨基丁酸（GABA）、谷氨酸和甘氨酸等氨基酸；第二类神经递质为贮存在囊泡中的神经肽；第三类神经递质为高度水溶性和脂溶性的气体，包括一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）。[8]而谷氨酸作为脑中主要的兴奋性神经递质，对于神经细胞内蛋白质合成，氧化能量代谢，氮固定，突触可

7、塑性乃至学习与记忆起着重要的作用。[9]谷氨酸的受体有两种：促代谢型受体和促离子型受体，而近些年在沉默突触中的研究主要集中在促离子型受体。促离子型受体主要包括NMPA受体、AMPA受体和红藻氨酸受体三种。其中，NMDA受体是受配基调节的离子通道，与钙离子通道相偶联，AMPA、红藻氨酸受体也是配基调控的离子通道，对钠离子、钾离子有通透性。AMPA受体是中枢神经系统内一种重要的谷氨酸受体，其介导的突触电流是兴奋性突触传递中快速成分的主要组成部分。AMPA受体是由Glu1一Glu4四个亚基组成的复合体，每个亚基包括1个大的N未端的

8、细胞外结构域、3个跨膜结构域和1个c未端的细胞内域组成，其中这些亚基的C未端对调节AMPA受体的功能至关重要。[10]2突触后膜AMPA受体的缺乏造成的沉默突触正常的突触传递需要完整的结构，即突触前膜、突触间隙和突触后膜，此外信息的传递还要通过神经递质的释放与结合。突触形成过程中,NMDA