Erk/MAPK信号通路对基底神经节运动控制作用的差异调控

细胞外信号调节激酶1和2(Erk1/2)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，属于丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族的关键成员，通过磷酸化细胞质和细胞核内的多种底物参与正常及病理状态下的细胞活动。以纹状体为核心的基底神经节(basal ganglia, BG)被认为是运动控制相关的重要结构。Erk1/2通过对纹状体胞外多巴胺(DA)和谷氨酸(Glu)信号进行整合，协调了细胞增殖、分化及转录和翻译等重要细胞事件。研究显示，纹状体多巴胺受体1型中等多棘神经元(D1-MSNs)和多巴胺受体2型中等多棘神经元(D2-MSNs)上，Erk/MAPK信号通路具有差异性调控运动行为的作用。纹状体D1-MSNs的Erk1/2通过多巴胺D1样受体(D₁R)激活cAMP/PKA通路促进运动行为，D2-MSNs的Erk1/2通过多巴胺D2样受体(D₂R)和α-氨-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体(AMPAR)抑制运动行为。此外，Erk/MAPK信号通路还能参与调节帕金森病(PD)、亨廷顿病及成瘾行为相关的病理生理学进程。Erk/MAPK信号通路干预能够有效缓解相关运...     

纹状体神经通路与运动调控

纹状体(striatum)是机体运动中枢的关键组成部分,对机体随意运动、非意识性运动、肌张力、身体姿态、精细运动等调节均发挥重要作用。纹状体功能异常导致运动失调:一类为运动减少,肌张力亢进,如帕金森病;另一类为运动过多,肌张力不足,如舞蹈病。一般认为,纹状体接收大脑运动皮层传来的运动相关信号,经其加工处理后,经丘脑返传回运动皮层,最终由运动皮层发出运动执行信号,经锥体系完成运动。可见,纹状体的运动调控功能有赖于复杂的神经通路系统。本文综述近几年来有关纹状体神经通路与运动调控的研究进展,以期更深入理解纹状体运动调控神经机制及其与临床疾病的关系。     

多巴胺释放对纹状体神经元信息编码的影响

运动功能是在神经系统直接或间接调控下协调完成的,基底神经节对于运动功能的执行起至关重要作用,其中纹状体在基底神经节处于中心地位,接受多巴胺能神经元的投射,通过直接、间接通路参与运动的调控。多巴胺能神经元中多巴胺的释放以活性区介导的快速突触传递的方式进行。活性区由Bassoon、RIM和ELKS三种支架蛋白组成,其中RIM蛋白对多巴胺释放起调节作用。纹状体不同类型的神经元电活动随着多巴胺释放含量的变化出现适应性变化。当纹状体去多巴胺支配时,中等多棘神经元和快放电中间神经元放电频率显著增加;当纹状体多巴胺耗竭时,大胆碱能中间神经元出现pause-rebound编码模式。本文对多巴胺运动控制的分子机制展开讨论,并对其在运动疲劳中枢机制中的研究进行综述,为纹状体神经元靶向干预提供理论依据和新思路。     

脑内多巴胺信号动态变化的检测方法及在成瘾研究中的应用

多巴胺是脑内重要的神经递质,中脑多巴胺系统在控制奖赏、动机、运动和情绪调节过程中起重要作用。脑内多巴胺功能紊乱与药物依赖、精神分裂症、抑郁症和帕金森氏病等神经精神障碍有关,动态测定脑内多巴胺变化对于了解多巴胺功能和揭示相关疾病病理机制具有重要意义。本文主要介绍了微透析、快速扫描循环伏安法和光纤光度法的基本原理和方法,并对比分析了这些技术在多巴胺动态检测应用中的优缺点。以药物成瘾研究为应用实例,利用微透析法发现伏隔核壳部是成瘾性药物产生奖赏效应的关键部位,快速扫描循环伏安法检测到与可卡因自身给药行为相关的三种多巴胺信号模式,而光纤光度法则揭示了酒精成瘾和复吸过程中伏隔核和中脑复侧被盖区多巴胺活动特征存在空间和时间上的多样性。这些发现为揭示药物成瘾的机制做出了重要贡献。     

腺苷A2A受体参与基底神经节间接通路运动调节的研究进展

运动功能是在神经系统的调控下完成的,皮层及基底神经节在运动功能调节中发挥信息整合及指令发放的作用,其中纹状体是基底神经节中接受传入信息的主要核团。腺苷A2A受体(adenosine A2A receptor, A2AR)在纹状体中高度表达,并在纹状体中整合多巴胺、谷氨酸和大麻素信号,参与间接通路运动抑制的信息编码。该文阐述了腺苷A2AR与多巴胺D2受体、代谢型谷氨酸mGlu5受体以及大麻素CB1受体的交互作用,探讨腺苷表达异常在神经疾病,如帕金森病、酒精成瘾等产生的作用,以及靶向干预腺苷改善相关疾病运动功能的机制,并对A2AR在间接通路运动调控及相关运动障碍中的研究进行总结,为后期运动功能中枢靶向干预提供理论参考。     

纹状体中等多棘神经元侧抑制效应与基底神经节运动功能调控

中等多棘神经元(medium spiny neurons,MSNs)是纹状体的主要投射神经元,其细胞膜上表达的不同类型多巴胺(dopamine,DA)受体,分别参与基底神经节直接与间接两条运动神经通路功能的调节。近年来发现,纹状体相邻MSNs之间还存在突触连接,这种突触结构对直接或间接通路的电活动产生侧抑制效应(lateral inhibition),并通过其前馈作用进一步调节基底神经节信息输出核团的兴奋性。因此,纹状体MSNs的侧抑制效应对运动的精确调节具有重要意义。本文拟从纹状体神经元构筑与侧抑制突触效应、纹状体MSNs侧抑制突触效应参与基底神经节调控的生理学机制、MSNs侧抑制效应异常与帕金森病(Parkinson's disease,PD)等方面对纹状体MSNs侧抑制效应与基底神经节功能调控的机制进行综述。     

雌激素β受体的基因多态性可能与帕金森病的发病年龄有关

雌激素通过拮抗细胞凋亡、氧化应激和神经营养等方式对中脑多巴胺能神经元产生影响 ,从而能预防或延迟帕金森病 (PD)的发生、缓解PD的症状 ,其机制至今尚不清楚。研究发现 ,黑质纹状体的多巴胺能神经元主要表达雌激素 β受体 (ER β) ,而雌激素α受体的表达很低甚至缺如 ,提示E     

多巴胺能神经系统对睡眠-觉醒和认知的调控作用

人的精神活动高级而又复杂,至今仍是未解之谜。目前研究认为多巴胺作为脑内重要神经递质,参与调节人的精神活动和运动功能,尤其在睡眠的主动性神经调节过程,以及学习记忆等认知功能的神经环路中,多巴胺都发挥着不可替代的作用。本文将通过对多巴胺神经系统,睡眠,认知功能的概述,以及通过对多巴胺神经系统与睡眠-觉醒系统和认知功能的解剖学联系的简述,结合多巴胺神经元、多巴胺受体及多巴胺转运体等不同角度分别阐述其对睡眠-觉醒和认知功能的调控作用,以期揭开人类精神活动的产生机制的一层面纱,以及对多巴胺药物对神经退行性变疾病的治疗靶点提供一定的理论支持。     

多巴胺D2型受体可能参与运动对帕金森病小鼠皮层-纹状体突触传递及自主活动的调节

本研究旨在揭示皮层-纹状体突触后膜多巴胺D2型受体(D2 receptor, D2R)在运动改善帕金森病(Parkinson’s disease,PD)小鼠行为功能障碍中的作用。选取C57/BL6雄性成年小鼠,随机分为对照组、PD组和PD运动组。纹状体两点注射6-羟多巴胺(6-hydroxydopamine, 6-OHDA)建立单侧损伤PD模型。运动干预方案为匀速跑台训练(16 m/min,40 min/d,每周5 d,共持续4周)。采用旷场实验评价小鼠自主活动能力,用离体脑片记录兴奋性突触后场电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)来评价皮层-纹状体突触传递效能,并观察D2R激动剂干预对小鼠自主活动能力和皮层-纹状体突触传递的影响。结果显示,和PD组相比,PD运动组小鼠自主运动距离和快速移动占比显著增加(P 0.05),递增刺激强度(0.75～3.00 pA)下fEPSP最大幅值显著降低(P 0.05),刺激-反应曲线斜率降低。和未给予D2R激动剂的PD小鼠相比,D2R激动剂处理的PD小鼠运动距离及快速移动占比显著增加(P 0.05),fEPSP峰值(P 0.05)和刺激-反应曲线斜率降低。以上结果表明,早期运动干预或D2R激动剂干预均可抑制PD小鼠皮层-纹状体突触传递效能异常增高的现象,并改善小鼠自主运动能力,提示皮层-纹状体突触后膜D2R可能是运动改善PD小鼠自主活动能力的重要细胞分子作用靶点。     

mGluRs调节皮层-纹状体突触可塑性与运动防治帕金森病的研究进展

皮层-纹状体谷氨酸(glutamate, Glu)能通路的异常兴奋是帕金森病(Parkinson's disease, PD)的关键病理基础。代谢性谷氨酸受体(metabotropic glutamate receptors, mGluRs)可通过调节突触前Glu释放和突触后传递调控皮层-纹状体突触可塑性,是PD临床治疗的重要干预靶点。运动疗法作为PD康复的重要手段,可显著减缓PD运动和认知的退变,其机制可能与重塑皮层-纹状体突触结构与功能有关。该文就mGluRs调控皮层-纹状体通路Glu传导与运动防治PD的神经生物学机制等方面进行综述。     

纹状体A2AR/D2DR拮抗效应在运动功能调节中的研究进展

纹状体是运动调控的关键组成部分,对机体运动控制发挥重要作用。腺苷A2A受体(adenosine A2A receptor, A2AR)与多巴胺D2受体(dopamine D2 receptor, D2DR)在纹状体投射到苍白球的神经元中高度共表达,形成的A2AR/D2DR异聚体具有拮抗效应,共同调节纹状体接收到的谷氨酸能和多巴胺能投射,通过改变纹状体神经元的活性,控制投射向下级核团的GABA能输出,调节基底神经节直接通路和间接通路的平衡,最终对运动产生影响。A2AR/D2DR在细胞水平以及行为水平上的拮抗效应,为其在运动疲劳和帕金森病的运动功能改善上提供了新的靶点。该文将对A2AR/D2DR拮抗效应在运动功能调节中的研究进行综述,为后期研究运动的中枢干预靶点提供新的可能性。     

Parkinson's病研究进展

Parkinson′s病(PD)是一种以震颤、强直和运动迟缓为特征的进行性神经变性疾患。PD病人中脑多巴胺(DA)神经元大量损失,纹状体(特别是壳核)中DA浓度减低80～99%,表明它是一种DA缺乏性病变。其他神经递质系统以及基底节以外的结构也有轻度异常。     

D2DR在纹状体突触可塑性及运动障碍中枢调控中的作用

多巴胺Ⅱ型受体在大脑基底神经节纹状体区域表达丰富,可反馈性调节突触前多巴胺合成并介导细胞信号转导。纹状体神经元突触可塑性受多巴胺Ⅱ型受体介导的cAMP/PKA和PLC信号通路调节,也是自主运动控制的神经基础。在运动性疲劳及以帕金森病为代表的运动功能障碍的中枢疾病中,多巴胺Ⅱ型受体通过平衡基底神经节直接通路和间接通路发挥重要作用。本文对多巴胺Ⅱ型受体在纹状体神经元突触可塑性和运动功能障碍中枢调控中的作用进行综述,为相关疾病的靶向干预和治疗提供理论基础。     

2型糖尿病肠道菌群研究进展

2型糖尿病是一种常见的慢性消耗性疾病,其发病机制十分复杂,流行病学研究表明,肥胖、高热量饮食、体力活动不足及年龄增大是2型糖尿病最主要的环境因素。它是一种以胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足为特征的代谢性疾病。肠道菌群作为进入人体的一个重要环境因素,肠道微生物的菌群变化影响宿主能量物质的吸收,调节肠道的分泌功能和非特异性免疫功能,从营养、代谢、疾病等各方面与我们生命活动相关。肠道菌群已成为我们身体的一部分,影响宿主的免疫,在肥胖、糖尿病、代谢综合征等疾病中都具有非常重要的作用。     

损毁丘脑腹内侧核对大鼠行为的影响

黑质(SN)-纹状体多巴胺(DA)能神经元系统在调节躯体运动方面起着重要作用;但这一作用的传出神经通路尚无定论。在大鼠,丘脑腹内侧核(VM)是基底神经节的传出投射之一,主要接受SN网状部(SNR的投射纤维。本实验观察电损毁VM后,腹腔注射去水吗啡对大鼠姿势与行为的影响,以探讨SN-纹状体DA能神经元系统与VM在调节躯体运动中的功能联系。1 材料与方法 实验采用Sprague-Dawley系雄性大鼠,体重为200～300g,分为对照组(n=10)和实验组(n=11)。在1％成巴比妥钠麻醉下,将动物固定于立     

习惯化用药及其策略转换的神经环路调控机制

目标导向和习惯化行为策略转换缺陷是习惯化觅药行为形成的主要原因.以往认为,前额叶皮层对负责目标导向系统的背内侧纹状体控制能力的减弱介导了习惯化行为.然而,最新研究发现,背外侧纹状体(DLS)的直接通路和间接通路可选择性调控目标导向和习惯化系统.并且,运动皮层对DLS的投射可通过双向调节多巴胺D1受体(D1DR)和D2受体(D2DR)神经元突触可塑性,调控直接通路和间接通路间的协同或拮抗作用.近期研究还发现,杏仁核作为调控情绪的关键脑区,可通过中央杏仁核与基底外侧杏仁核间的功能迁移,从而介导习惯化觅药行为中伏隔核与DLS间的功能连接.此外,纹状体内D1DR和D2DR神经元对习惯化觅药行为的调控存在竞争关系.鉴于此,本文将重点讨论伴随习惯化用药形成发生行为策略转换缺陷相关的细胞特异性和环路特异性的脑功能异常机制.     

运动奖赏效应及其神经生物学机制的研究进展

身体活动不足已经成为当今社会的公共卫生问题。深入理解运动的奖赏效应及其可能的神经生物学机制,将为改善身体活动不足提供科学有效的干预靶点。本文指出运动是一种典型的自然奖赏行为。大脑奖赏相关的腹侧背盖区-伏隔核的多巴胺能神经环路、前额叶皮质-伏隔核的谷氨酸能神经投射、红核-腹侧背盖区的谷氨酸能神经投射是调控运动奖赏效应的关键神经环路机制。此外,多巴胺、内源性大麻素系统和内源性阿片肽等多种神经分子参与了运动奖赏效应的调控。然而,大脑奖赏系统的过度激活将会导致运动成瘾。     

雌激素对多巴胺能神经元功能调节作用的研究进展

帕金森病（Parkinson‘s disease,PD)是中枢神经系统多巴胺（Dopamine,DA) 能神经元退行性疾病,其发病率具有明显的性别差异。性腺类固醇激素,尤其是雌激素,可在垂体、下丘脑、中脑边缘系统和黑质－纹状体（nigrostriatal,NS)系统等水平影响DA能神经递质系统的功能。而且,雌激素的使用剂量和时间的不同,可影响DA能神经元的活性。本文就雌激素与DA的关系及PD发病具有性别差异方面的新近进展作简要概述。     

内源性大麻素系统调节的突触可塑性与帕金森病

帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种以运动功能障碍为主要临床特征的神经退行性疾病。皮层-纹状体谷氨酸能通路活动异常增强,谷氨酸(glumate,Glu)释放增多引起的兴奋性毒作用与帕金森病的发生发展密切相关。内源性大麻素系统(endocannabinoid system,eCBs)作为一类神经调质系统,可调节突触前Glu的释放,并调节皮层-纹状体通路内源性大麻素介导的长时程抑制(endocannabinoid-mediated long-term depression,eCB-LTD)发生。帕金森病的病理机制可能与eCB-LTD受损存在一定关联。     

MicroRNAs与帕金森病关系的研究进展

帕金森病(Parkion's disease,PD)作为一种复杂的神经系统退行性疾病,已经成为严重影响中老年人健康及生活质量的重要疾病之一。病理变化为中枢神经系统黑质及纹状体通路的多巴胺(Dopamine,DA)能神经元发生退行性变性以及纹状体DA含量的减少,导致纹状体内DA和乙酰胆碱平衡失调而发病。其发病机制尚不明确,但普遍认为可能是遗传易感性、环境毒素几种因素共同作用的结果,而导致黑质DA能神经元变性凋亡则与氧化应激、蛋白酶体功能异常、自我吞噬、蛋白质合成减少、转录信号改变等因素关系密切。近年来,人们从各个相关领域对其进行深入研究,其发病机制正逐步被人们所破解。小NRA(miRNA,mircoRNA)是一类非编码miRNA,通过与mRNA靶基因互补配对调控转录后水平的基因表达。miRNA对神经元细胞中的信号调控具有重要作用,目前关于miRNA与PD之间的关系越来越受到重视。本综述通过对miRNA与PD关系的探讨,为研究PD的致病机制提供新的线索,从而为PD患者治疗提供一个新的视角。