Wnt信号通路在突触可塑性及学习记忆中的作用

Wnt信号通路与大脑发育和中枢神经系统成熟密切相关,参与神经突触调节和重塑,在突触可塑性和学习记忆中有重要作用.该文综述了Wnt信号在突触结构与功能中的作用,Wnt信号途径与突触结构和神经功能的建立与维持的关系,以及Wnt信号在学习记忆相关的突触重塑与稳定中的重要作用.对Wnt信号通路的深入了解有助于理解学习记忆的结构...     

“癫痫”线虫解析突触维持新机制

正突触是神经元与其靶细胞之间形成的执行信号传递功能的特化结构,由信号输出的突触前膜(通常位于轴突)和信号输入的突触后膜(通常位于树突)组成.高等动物的突触浸润于复杂的微环境当中并受其影响.例如,在中枢神经系统中,神经胶质细胞,尤其是星形胶质细胞和小胶质细胞,可通过释放多种因子以及直接的细胞-细胞接触,来调控突触的形成和功能.低等生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)虽然没有发达的神经胶质细胞体系,但其神     

α-突触核蛋白的结构生物学研究

α-突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)聚集形成纤维状结构，进而形成路易小体(Lewy bodies, LBs)。LBs是帕金森病(Parkinson’s disease, PD)、多系统萎缩(multiple system atrophy, MSA)和路易小体痴呆(dementia with Lewy bodies, DLB)等神经退行性疾病的典型细胞病变特征，也是发病的一个关键环节。近年来，冷冻电镜技术的进步使解析高分辨率α-突触核蛋白原纤维结构成为可能。对α-突触核蛋白不同聚集形态的深入探究，能为理解神经退行性病变的分子机制、α-突触核蛋白毒性形式的性质以及α-突触核蛋白聚集影响的信号途径等提供帮助。本文综述目前已知的不同形态α-突触核蛋白结构，阐述α-突触核蛋白单体、寡聚体和不同聚集形式原纤维的结构特征。α-突触核蛋白寡聚体由于其结构不稳定，目前尚无明确的结构信息。但目前已有多个α-突触核蛋白原纤维结构被解析，包括重组蛋白体外制备的和多系统萎缩(MSA)患者体内分离的原纤维。这些原纤维直径由5 nm的单股原纤维至10 nm的双股原纤维不等。不同的体外制备条件可生成...     

非突触信息传递方式

原始神经元在形成突触和传导性轴突之前,是把神经活性物质释放到含有淋巴血液的半开放循环系统中。通过这种类结缔组织,神经活性物质作用于邻近的效应器官和组织细胞,发挥调节作用。高等脊椎动物,神经元通过突触结构或/和神经内分泌方式进行调节。近年来发现,神经元可在无突触结构的情况下,以酷似上述第一种方式发挥调节作用,有人称之为“非突触信息传递方式”,它与经典的突触调节相并列,成为神经系统正常调节机能的重要组成部分。     

神经肌肉接头突触发育信号机制研究进展

神经肌肉接头是目前研究较为深入的一种经典外周胆碱能化学突触。神经肌肉接头突触形成依赖于运动神经元与骨骼肌细胞之间的精细相互作用和复杂信号传递。此外,胶质细胞在神经肌肉接头突触发育和成熟过程中亦发挥重要功能。现将主要围绕近年来神经肌肉接头发育过程中若干重要信号通路以及相关神经肌肉系统疾病的主要研究进展进行综述。     

信号转导通路与表观遗传模式在学习和记忆中的作用

海马区神经突触长时程增强(LTP)是应用最广的神经突触可塑性研究模型,为学习和记忆脑功能的基础.cAMP反应元件结合蛋白(cAMP-CREB)、Ras/细胞外信号调节激酶(Ras /ERK)等信号通路参与了学习和记忆的过程.通过组蛋白乙酰化和DNA甲基化对染色质结构进行调节,可以介导长时间、持续性的学习和记忆行为变化,其中,丝裂素活化蛋白激酶(MAPK)级联通路起到了关键作用.本文就学习和记忆形成中的信号转导、表观遗传模式及两者在学习和记忆中的作用进行综述.     

神经元的突触可塑性与学习和记忆

大量研究表明,神经元的突触可塑性包括功能可塑性和结构可塑性,与学习和记忆密切相关.最近,在经过训练的动物海马区,记录到了学习诱导的长时程增强(long term potentiation,LTP),如果用激酶抑制剂阻断晚期LTP,就会使大鼠丧失训练形成的记忆.这些结果指出,LTP可能是形成记忆的分子基础.因此,进一步研究哺乳动物脑内突触可塑性的分子机制,对揭示学习和记忆的神经基础有重要意义.此外,在精神迟滞性疾病和神经退行性疾病患者脑内记录到异常的LTP,并发现神经元的树突棘数量减少,形态上产生畸变或萎缩,同时发现,产生突变的基因大多编码调节突触可塑性的信号通路蛋白,故突触可塑性研究也将促进精神和神经疾病的预防和治疗.综述了突触可塑性研究的最新进展,并展望了其发展前景.     

智障相关基因调控神经突触的生长发育

智力障碍病人约占人群的1%~3%,给家庭、社会带来严重的心理和经济负担,因此深入研究智障的发病机理具有非常重要的理论和现实意义.目前已发现500多个基因突变后可导致智障,这些基因的功能虽复杂多样,但其中多个基因在神经突触形成和学习记忆等生物学过程中发挥重要作用.神经突触是神经元与靶细胞之间进行信息交流的特化结构,而在智障病人中常伴有突触发育和功能异常.本文以本课题组的研究工作为主线,围绕神经突触的发育简要综述最近几年在智力障碍研究方面所取得的重要进展,并重点介绍BMP信号通路,微管和微丝细胞骨架在智障相关的突触病理发生过程中的作用.     

不连续Ficoll密度梯度法分离家蝇脑突触体

1前言突触体是在神经组织匀浆中断裂又封密的神经末端，它们具有内源性神经末端的基本特点，所以是研究神经化学过程的理想系统。昆虫脑突触体用于研究神经化学是很好的材料，但从哺乳动物脑组织中分离突触体的条件不适合昆虫神经组织。1970年Telford和Matsumura在蜚妹脑中分离突触体的结果不理想’“在昆虫脑突触体制备上两个飞跃性的事件是：1976年Donnellan利用FIColl密度梯度法“‘从麻蝇脑中提取到突触体。其次是1980年，Breer发展的漂浮技术（loatationtechnl－qo一，即用一个nC011梯度12钧（…。）在体积小的离心管中形成均匀变…     

NMDA受体信号复合体中蛋白质的相互作用

谷氨酸能兴奋性突触的突触后密集区(postsynaptic density,PSD)包含多种受体蛋白、骨架蛋白和信号蛋白,它们通过分子中特定的结构域相互识别并动态地结合,形成多个信号复合体,参与突触后受体功能的调节及其下游特异性信号转导通路的激活。其中,NMDA受体信号复合体中蛋白质-蛋白质的相互作用及其调控机制的阐明,对于深入了解神经发育、突触可塑性、兴奋性毒性等生理病理的分子机制有重要意义。     

SHH信号通路在海马神经可塑性及相关神经系统疾病中的作用

音猬因子（sonic hedgehog,SHH）是一种分泌蛋白质,可在发育过程中控制神经祖细胞、神经元和神经胶质细胞的形成。研究发现,海马是学习和记忆中至关重要的大脑区域,SHH在海马神经元回路的形成和可塑性中发挥重要作用,可介导海马神经的发生和突触的可塑性调节。海马神经元树突中SHH受体的激活是跨神经元信号通路的组成部分,该信号通路可加速轴突的生长并增强谷氨酸从突触前末端的释放。SHH信号通路转导受损可导致中枢神经系统损伤和相关疾病（如自闭症、抑郁症和神经退行性疾病等）发生。因此,控制SHH信号通路转导,如使用SHH通路抑制剂或激动剂可能有助于相关疾病的治疗。综述了SHH信号通路的海马神经可塑性及其在中枢神经系统发育和相关疾病中的影响,以期为阐明SHH信号转导受损导致的海马神经受损和中枢神经系统相关疾病的机制奠定一定的理论依据。     

蒙古黄鼠(Citellus dauricus)松果腺的超微结构观察

蒙古黄鼠松果腺主要由低电子密度的松果腺细胞和少量的胶质细胞、含色素细胞、神经突起及血管等组成。松果腺细胞内含有大量的线粒体、溶酶体、微丝、高尔基器、游离核糖体及中等量的光面和粗面内质网。纤毛、中心粒、突触带和致密芯小泡很少。松果腺细胞之间及胶质细胞之间存在电突触。最新被观察到的是大约有5%松果腺细胞内的线粒体产生“融合”现象,形成类似电突触的结构。神经突起可形成轴—轴突触,轴—树突触,并与松果腺细胞形成突触。     

应激抑郁发生中糖皮质激素对BDNF信号通路的影响

脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)是一个关键性的神经营养因子,它既影响突触的形成和重构,又可以通过突触前和突触后机制改变突触传递的效能,从而对神经结构和功能可塑性发挥调节作用。BDNF主要通过结合TrkB受体激活细胞内信号系统来发挥它积极的生物学效应。研究表明,中枢神经系统BDNF表达或功能的变化与抑郁症的发生相关,而应激引起糖皮质激素(glucocorticoid,GC)的增加也是导致抑郁发生的重要原因之一。值得注意的是,GCs的增加会影响BDNF,一方面GCs降低BDNF的表达,另一方面GCs受体GR与BNDF受体TrkB相互作用。过多的GCs干扰了BDNF信号,使BDNF功能受到影响,导致抑郁患者脑内,尤其是海马结构的损害。就抑郁发生中糖皮质激素对BDNF功能影响的研究进展作一介绍。     

神经型钙粘素与突触功能调节:粘附和信号传递的双重作用

神经型钙粘素(N-cadherin)作为经典钙粘素家族的一员,是钙离子依赖的细胞连接中的一种重要跨膜成分,而其作为神经突触的粘附受体不仅为跨突触的细胞骨架提供了形式上的连接,还成为了功能上沟通突触前后膜的桥梁,传递粘附信号并调节突触的发育和成熟突触的可塑性。本文主要就后者讨论N-cadherin参与的成熟突触形态和功能的变化及调节中的新近进展,并试从粘附作用与信号传递两方面,分别从粘附作用的建立和调节,跨膜、跨突触,以及胞内信号传递,来分析N-cadherin对成熟突触的作用。可以看出,粘附是基础,信号传递是建立在其上的功能,并受粘附的调节。二者相互联系,协调作用。粘附的建立需通过信号传递与细胞骨架沟通,而粘附反过来又成为信号传递通路的起始信号,从而共同介导突触的形态和功能的变化及重塑。     

兴奋性神经递质受体的失敏及其功能意义──谨以此文祝贺《生命科学》创刊十周年

近年来,在分子、细胞和行为水平上进行受体失敏研究逐渐成为神经科学中的一个热点;膜片钳技术和快速施药系统的发展促进了对失敏的研究。包括磷酸化、受体结构在内的许多因素影响了受体的失敏,进而在突触水平上调节了神经信号在突触间传递的效益。本文也讨论了失敏在视网膜的分级信号传送中的可能作用。     

集聚蛋白:神经突触和免疫突触中的共同分子

集聚蛋白是一种细胞外基质蛋白其编码基因全长8kb左右,蛋白质分子量为200-600kD。先后发现于电鳐,大鼠,鸡,小鼠及人等机体内,在海马,神经肌接头,雪旺氏细胞,心肌,肾脏等组织均有表达,其在神经突触中的主要作用为引起神经突触后膜的AchR发生集聚和膜结构的稳定,促进神经突触的发育和形成,近来Rupp等人发现集聚蛋白亦在免疫系统中表达,活化T细胞产生的集聚蛋白对T细胞突触的形成,TCR,CD28,CD3等免疫分子和脂筏的集聚起着重要的作用并能明显降低特异性抗原的刺激域值。     

兴奋性神经递质受体的失敏及其功能意义

近年来,在分子、细胞和行为水平上进行受体失敏研究领域逐渐成为神经科学中的一个热点,膜片钳技术和快速施药系统的发展促进了对失敏的研究。包括磷酸化、受体结构的内的许多因素影响了受体的失敏,进而在突触水平上调节了神经信号在突触间传递的效益。本文也讨论了失敏在视网膜的分级信号传递中的可能作用。     

树突棘的动态变化与调控机制

树突棘是兴奋性突触的主要突触后结构基础,其数量与形态受神经电活动调控,并在整个生命过程中呈现复杂且有序的动态变化。树突棘的动态变化在神经环路的形成和精确化修剪中扮演重要的角色,该过程的异常可导致孤独症谱系障碍、精神分裂症等神经系统疾病。主要综述了近年来关于树突棘形态与数量动态变化的研究工作,包括发育早期的树突棘发生和青春期的树突棘修剪。在此基础上,还简要阐述了介导树突棘动态变化的信号分子,讨论了其与神经系统疾病的关联,并提出了该领域尚未解决的一些问题。     

microRNA与认知功能疾病

microRNA是一类长约22个核苷酸的非编码RNA,广泛参与神经发育、组织分化和神经突触形成等多种生命进程。认知与神经发育、组织分化和神经突触形成关系密切。因此microRNA在认知功能改变这一病理生理过程中起到非常重要的作用。本文将从microRNA在神经发育、突触形成、在神经退行性疾病和术后认知功能障碍发病机理中的作用等方面作一综述。     

JBC：神经递质研究新模型助力药物研发

美国宾州州立大学的生物学副教授GongChen领导的科研团队通过分子改造建立了一种神经突触模型。突出结构负责将神经细胞的信号发送给其他细胞,研究人员通过这种突触模型能够精确控制和分析神经递质GABA的多种受体。相关内容发表在《生物化学期刊》（The Journal of Biological Chemistry）杂志上。