长时程增强与即刻早期基因的研究进展

发布时间：2021-06-22 00:37

　　<正>学习和记忆作为一种高级认知功能,一直都是神经生物学领域最关注的问题之一。早在1949年科学家就提出了突触可塑性假说:突触是神经连接和信号传递的关键部位,是学习记忆的重要生物学基础;在学习和记忆的过程中突触连接会增强,传递效率会提高。20年后,科学家发现在家兔脑内的海马区给予一个高频电刺激后,其海马的兴奋性突触后电位会出现持续性增强,这种现象被称为长时程增强（long-term potentiation,LTP）[1]。时至今日,LTP仍 

【文章来源】：华中科技大学学报(医学版). 2019,48(06)北大核心CSCD

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【部分图文】：

神经元突触LTP原理示意图

BDNF的受体主要是酪氨酸蛋白激酶B(Tyrosine-related receptor kinase B,TrkB),当神经元受到刺激后,细胞内大量表达的BDNF从突触前膜释放出来,会与突触后膜的TrkB结合,TrkB活化引起NMDA受体的NR1与NR2亚基磷酸化,从而诱导LTP的产生;此外,BDNF还促进突触后AMPA受体的GluA1亚基磷酸化,促进更多的AMPA从胞内转移到突触后膜上,使突触后反应增强,进一步促进LTP的形成。研究也发现,在单树突棘中还存在一种自分泌的BDNF-TrkB信号通路[12]。为了响应LTP的诱导,突触后膜的NMDA受体被激活,胞内高浓度的Ca2+以及被激活的CaMKⅡ会促使突触后膜释放BDNF,并与突触后膜上的TrkB受体结合(图2B),这种突触后自分泌的BDNF-TrkB信号通路对于LTP的影响也是非常重要的[12]。因此突触后膜的自分泌信号传导机制与其它来源的BDNF和TrkB的激活共同发挥作用,这对于LTP的诱导和维持是不可或缺的。目前,对于许多兴奋性突触来说,大部分研究都聚焦于突触后NMDA受体,而对于突触前NMDA受体的研究,关注度并不高。近期研究发现,在LTP的过程中,突触前活化的NMDA受体可促进轴突中的Ca2+大量内流并且增加内部钙库的释放,这种突触前Ca2+的持续升高可以通过下游信号促进突触小泡的胞吐作用,进一步促进BDNF分泌颗粒的胞外分泌[13](图2A),增强的BDNF/TrkB信号传导通路则进一步引起突触前和突触后修饰;这样,由突触前轴突释放的BDNF在突触前后的作用都增加,最终促进神经元突触产生LTP[14]。由于在这个过程中分泌的BDNF主要来源于突触前,轴突NMDA受体的激活对BDNF依赖性LTP是非常关键的。但是,突触前NMDA受体的活化与来自于突触后的BDNF之间的关系及其是否影响LTP的诱导和维持,目前仍有待研究。2.2 Arc参与LTP形成的机制


本文编号：3241752