神经胶质细胞与突触可塑性研究新进展

突触的可塑性是研究学习与记忆的基础,很长时间以来人们对突触的可塑性研究主要集中在神经元和突触上;而胶质细胞的作用较少受到注意。最近的研究发现胶质细胞也参与突触的构成并影响突触的活动。研究表明中枢神经系统中的胶质细胞包括星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞可分别通过谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、ATP等信号调节突触的可塑性,从而为突触的可塑性研究提供了新的思路和方向,并有助于阐明突触的发生以及学习与记忆的机制。     

突触可塑性与脑疾病的神经发育基础

大脑神经回路高度有序的神经元活动是高级脑功能的基础,神经元之间的突触联结是神经回路的关键功能节点。神经突触根据神经元活动调整其传递效能的能力,亦即突触可塑性,被认为是神经回路发育和学习与记忆功能的基础。其异常则可能导致如抑郁症和阿尔茨海默病等精神、神经疾病。将介绍这两种疾病与突触可塑性的关系,聚焦于相关分子和细胞机制以及新的研究、治疗手段等进展。     

长时程增强效应初始阶段有突触前蛋白簇数目的快速增加

突触传递的长时程增强效应 (ＬＴＰ)和长时程抑制效应 (ＬＴＤ)反映神经元间突触传递效能的变化 ,目前认为这是学习和记忆的基础 ,而谷氨酸受体在ＬＴＰ和ＬＴＤ的诱导中起关键作用。海马是与学习和记忆功能密切相关的脑区 ,Ａｎｔｏｎｏｖａ等近来研究发现 ,体外培养的海马神经元在ＬＴＰ初始阶段有突触后谷氨酸受体 (ＧｌｕＲ1)簇数目的增加 ,而且在突触前神经元有突触前蛋白簇突触素数目以及突触素与谷氨酸受体共存位点数目的快速、持久的增加。进一步实验证明ＬＴＰ初始阶段并没有新蛋白的合成 ,突触前和突触后神经元蛋白质数目的快速增…     

学习与记忆神经机制研究进展

学习与记忆是大脑的重要高级功能,认知神经科学的迅速发展为探索学习与记忆的神经机制提供了新的思路和方法。突触的可塑性变化可能是记忆形成与巩固的分子与细胞机制,随着神经联结的形成,大脑构建出不同的记忆通路,不同类型的记忆又享有各自的记忆系统。对记忆的脑机制研究能够指导人们如何有效地提高记忆。论述了记忆的形成与巩固的神经机制,脑的记忆系统以及如何有效地提高记忆成绩。     

表观遗传修饰在学习记忆中的研究进展

学习记忆是大脑的重要功能.记忆的形成涉及基因转录、新蛋白质合成和突触可塑性改变等一系列分子和细胞乃至神经环路的变化.近些年研究者逐渐发现各种表观遗传修饰,包括DNA甲基化、组蛋白修饰及RNA修饰在各种学习记忆类型、记忆阶段和突触可塑性中发挥了不同程度的作用.本文阐述了参与学习记忆的不同表观遗传调控因子,为进一步理解学习...     

与学习记忆相关的睡眠新功能——突触稳态

近年来的许多研究证实睡眠有利于学习和记忆．不但学习后的睡眠具有记忆巩固功能,而且学习前的睡眠对于随后的学习也是必需的．长时间觉醒学习后脑内突触连接增多、增强,导致突触空间饱和,阻碍随后继续学习．睡眠的作用是减弱突触连接到基础水平,为随后的学习记忆提供充足的空间和能量．     

大脑皮层内活动依赖的神经环路结构可塑性研究进展

哺乳动物大脑皮层内的神经环路在神经发育、学习记忆、神经和精神疾病过程中表现出令人惊异的结构和功能可塑性。随着新的成像技术及分子生物学方法的应用,在细胞和突触水平上观察活体皮层内神经环路的动态结构变化成为可能,因此近十年来有关活动依赖的神经环路结构可塑性方面的研究进展迅速。该文综述了该方面的部分实验结果,重点阐述个体生长发育、丰富环境、感觉剥夺、病理状态以及学习和记忆等过程和条件下树突的结构可塑性特点,尤其是树突棘的形态和数量变化特征;并简单介绍轴突的结构可塑性,以及结构可塑性相关的分子和细胞机制,最后提出未来该领域内亟待解决的问题。     

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.     

突触前抑制和易化

中枢神经系统的突触前控制,在中枢的兴奋抑制活动、痛与镇痛、各种反射协调以及学习记忆活动中,均占重要地位。这些突触前控制总的概念是:通过某种突触前机制,减少或增加递质释放,从而抑制或增强突触传递活动。     

外周输入依赖的嗅球颗粒细胞的突触结构可塑性

活动依赖的突触结构可塑性是学习和记忆的基础.哺乳动物,尤其是啮齿类动物,具有高度发达的嗅觉系统和惊人的气味学习和记忆能力.本研究以CNGA2敲除而导致外周输入缺失的小鼠为模型,研究嗅球内活动依赖的突触结构可塑性.利用特异性的突触前和突触后标记物,发现外周输入缺失减少了突触标记蛋白突触素(synaptophysin)和抑制性突触标记蛋白桥蛋白(gephyrin)在嗅球外网状层和颗粒细胞层中的表达;兴奋性突触标记蛋白囊泡谷氨酸转运蛋白1(VGluT1)的表达水平只在外网状层中有显著下降,而在颗粒细胞层中没有明显变化.进一步通过活体质粒电转标记嗅球颗粒细胞后发现,CNGA2敲除小鼠颗粒细胞上位于外网状层中的远端树突棘密度显著减小,而位于颗粒细胞层中的近端树突棘密度没有明显变化.这些结果表明颗粒细胞上的树-树突触具有对外周活动依赖的结构可塑性,而轴-树突触则无.     

神经细胞粘附分子与记忆

记忆的形成阶段包含着神经元突触的可塑性变化过程.近年来的研究表明,神经细胞粘附分子可同时增进突触的可塑性和维持突触结构的稳定性.许多研究证实神经细胞粘附分子对与学习和记忆相关的过程起着一定的调节作用.     

神经突触化学传递中胞吐作用的分子机制

目　　录一、参与胞吐作用的相关蛋白　(一)突触囊泡膜蛋白　(二)突触前膜有关蛋白　(三)胞液可溶性蛋白质　(四)其他蛋白质二、突触囊泡泊靠和融合的分子机制突触传递是神经系统实现其功能的最基本方式。详细阐述突触传递的机制对人们理解神经信息传递的特异性、行为和可塑性以及学习和记忆等都是至关重要的。近年来,随着分子生物学的发展,在分子水平阐明突触传递的机制才有可能。神经末梢的突触前部分通常含有两类囊泡:一是透明的较小囊泡,含有乙酰胆碱、儿茶酚胺等经典递质;另一类是有致密核心的较大囊泡,含有神经肽类物质。迄今研究较深…     

2000年度诺贝尔生理学／医学奖授予三位神经分子生物学家

瑞典卡罗林斯卡研究所10月9日宣布,将2000年度诺贝尔生理学／医学奖授予在人脑细胞间信号传送研究中作出杰出贡献的瑞典哥德堡大学的阿尔维德·卡尔松(77岁)、美国洛克菲勒大学的保罗·格林加德(75岁)和哥伦比亚大学的埃里克·坎德尔(71岁)。 阿·卡尔松发现,多巴胺可作为人脑中信号传送器,对人类控制自身动作有非常重要的作用。他的研究成果使人们认识到,帕金森病(神经震颤病)的原因正是人脑的某部位中缺少了多巴胺。保·格林加德发现,多巴胺首先作用于细胞表面的一种感受器,接着会产生一种能影响某些"关键蛋白质"的连锁反应,从而调节神经细胞功能。这些"关键蛋白质"在被磷酸化或去磷酸化时发生形状及功能的变化。通过这种机制,传导物质能将信息从一个神经细胞传给另一个神经细胞。埃·坎德尔发现了神经突触效能改进的原理及参与此种过程的分子组成系统。他通过一个由金属细片组成的模似神经系统,证实突触功能的变化对学习和记忆起着关键作用。突触中的蛋白质磷酸化在短期记忆的产生中扮演着重要角色。对长期记忆的产生,蛋白质合成也是必要的,因为它可导致突触的形状及功能转变。     

老年大鼠学习记忆减退的神经基础

对由Ｍｏｒｒｉｓ水迷宫分得的青年、老年记忆正常和记忆减退鼠的脑组织分别进行突触、ＡＣｈＥ纤维、突触素、小白蛋白神经元以及突触体钙离子浓度、膜流动性的定量分析。结果表明老年记忆减退鼠新皮质、海马结构突触素含量、突触、胆碱能纤维、小白蛋白阳性神经元密度及突触体膜流动笥较老年记忆正常和青年鼠明显降低。老年记忆正常鼠与青年鼠各项均无显著差异。本研究提示各研究指标的异常与老年学习记忆减退密切相关。     

神经营养因子对神经肌肉接头传递的调制作用

运动单位由运动神经元及其支配的肌纤维组成。神经肌肉接头(neuromuscular junction,NMJ)传递受到严密的调节,因而能和运动单位的活动协调一致。在NMJ,神经调制物质的释放与运动单位的活动有关,并能决定突触传递的效能。脑源性神经营养因子(brain—derived neurotrophic factor,BDNF)和神经营养因子4(neurotrophin-4,NT-4)由运动神经末梢和肌纤维产生。肌肉释放营养因子受肌肉活动调节。在NMJ,BDNF和NT-4通过激活酪氨酸激酶B受体(tyrosine kinase receptor B,TrkB),能加强自发性和诱导性的突触活动。突触前Ca^2 量的迅速增加或突触胞吐过程的易化,都能增加突触囊泡的释放,从而改善NMJ的突触传递。事实上,BDNF能促进突触前细胞内Ca^2 的释放,TrkB的激活也能通过有丝分裂活化蛋白激酶,引起突触素I(synapsinI)的磷酸化,进而增加可释放的突触囊泡的数量。在NMJ,神经营养因子还能通过影响神经调节素(neuregulin)或其他神经源性调制物质的局部释放,对接头传递进行调节。本文对近年来在NMJ突触传递的调节,运动单位的NMJ特性以及神经营养因子对突触传递效能的影响等方面的研究进展做一综述。     

neurexin家族在突触发生和突触传递中作用的研究进展

neurexin家族属于神经细胞表面蛋白,参与细胞识别和细胞黏附,可能介导细胞信号转导。最近研究表明,neurexins在突触发生和突触传递等过程中发挥重要作用,并可能影响学习记忆功能。这些研究进展对于进一步揭示neurexins在神经突触可塑性及其在学习记忆过程中的可能作用具有重要意义。本文主要对neurexin家族的研究概况、NRXN1在突触发生和突触传递中的功能及其在学习记忆功能中的可能作用进行简要综述。     

衰老性记忆障碍与脑突触体内游离[Ca~(2 )]_i的相关性

采用行为观察和生化检测相结合的方法 ,在过去工作的基础上 ,研究了 12月龄和 18月龄小鼠学习记忆能力的变化和 18月龄小鼠四个脑区 (海马、大脑皮层、四叠体和小脑 )突触体内 [Ca2 ]i 的水平 ,同时还比较了老年记忆保持良好组与记忆障碍组小鼠的脑钙水平。结果表明 ,随着年龄的增长 ,小鼠的学习记忆能力显著下降 ,上述脑区 (除大脑皮层外 )突触内 [Ca2 ]i 均明显升高 ,其中老年记忆障碍小鼠脑钙水平升高最为显著。提示 ,小鼠衰老性记忆障碍可能与其脑突触体内 [Ca2 ]i 的超载有关。     

果蝇记忆相关蛋白的合成受RNA诱导沉默复合物通路的调节

蛋白质的合成是脊椎动物和无脊椎动物长时程记忆形成的普遍特征,同时伴随着细胞水平的一系列变化,包括突触和神经环路功能的可塑性改变。在突触部位合成的蛋白可能是突触和神经环路可塑性的基础,但在长时程记忆建立过程中突触蛋白的合成模式及其调节因子尚不清楚。钙一钙调蛋白依赖激酶Ⅱ（calcium／calmodulin-dependent kinaseⅡ,CaMKⅡ）在突触部位合成,是记忆形成所必需的蛋白。     

奖励学习中的神经变化

一些个体在完成有具体目标的任务时能够比其他个体更成功地获得奖励．但有可能调控这种以奖励为目的的学习活动的神经变化却不是很清楚。Tye等人训练大鼠来自己管理一种蔗糖奖励,发现奖励学习依赖于杏仁核（大脑中一个对情绪学习很重要的区域）中增加的活动及突触力量。不同动物所达到的学习水平与突触力量增强的程度有很强关联。增强对奖励学习过程中大脑变化的了解．将有助于为自然奖励学习缺陷或失常的奖励学习症状如药物上瘾或饮食失调等制定治疗干预方案。     

脑内突触可塑性的一个模式

海马内的突触系统在接受短串强直刺激后,呈现长时间的突触传递增强现象。这种突触增强现象在急性和慢性实验中可分别持续数小时、数天以至数周。有资料表明,条件反射的训练过程中伴随着突触传递效益改变;突触增强的过程与动物的记忆能力有平行关系。海马内这种突触可塑现象很可能反映突触水平的学习记忆过程。这种长时程的突触增强的形成有突触前也有突触后的机理。