环腺苷酸应答元件结合蛋白与学习记忆

环腺苷酸(cAMP)应答元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)是一种核转录因子,可与cAMP反应元件结合,调节基因转录,具有调节精子生成,昼夜节律,学习记忆等功能.近年来关于其在学习记忆中的作用成为医学研究热点.CREB是神经元内多条信息传递途径的汇聚点,参与长时记忆形成和突触可塑性.长时记忆(long-term memory)形成需依赖CREB介导的基因转录,干扰或抑制CREB活性可破坏长时记忆.长时程增强(long-term potentiation,LTP)是研究学习记忆的理想模型,在LTP诱导和维持过程中均可观察到CREB活性持续升高.但增龄过程中,海马CREB活性下降,影响学习记忆功能,与许多神经退行性疾病发生有关.     

自涌动态神经元集群-脑的时空编码新概念

概述了关于脑的时空编码概念的演化,涉及到下面一些问题：１）皮层神经元是以放电速率还是以放电定时编码信息;２）Ｂａｒｌｏｗ的“祖母细胞”和Ｈｅｂｂ经典细胞集群面临的挑战;３）Ｍａｌｓｂｕｒｇ的脑功能的相关理论和神经活动的同步振荡;４）Ｈｏｐｆｉｅｌｄ的神经编码原理和自涌动态神经元集群新概念;５）Ｔｈｅｔａ节律,ｇａｍｍａ振荡和２００Ｈｚ锁相振荡与脑的“时间编码空间”;最后,给出了一些讨论。     

转录调节因子TORCs的研究进展及其参与神经保护作用的展望

随着基础研究的深入,人们对于cAMP反应元件结合蛋白（cAMP response element binding protein,CREB）及其家族的功能了解越来越多。在多种细胞中,这些转录因子作为效应分子介导细胞外环境变化所引起基因表达和长时程生理功能改变。存神经系统,许多胞外信号,包括细胞膜去极化、膜受体通道开放以及神经损伤等,都可以引起CREB及其家族成员分子的激活,从而引起CREB依赖的基因转录。CREB的激活及其下游綦因的转录在多种复杂的发育、神经可塑性和病理过程中都具有十分重要的作用。TORCs（transducers of regulated CREB）是新近被发现的一类CREB的共激活列子,但其对CREB的精确调控机制尚不明确。目前已知TORCs可以促进CREB依赖的基因转录,并且这种增强作用不依赖于CREB丝氨酸133位点的磷酸化,而足增加CREB和其辅助因子的结合,从而实现其下游基因在启动予水平的活性增加。在神经系统的各类疾病中,CREB对于促进神经元存活、再生、细胞修复等过程具有十分重要的作用。因此,作为CREB的共激活因子,TORCS在神经损伤修复中也具有潜在作用,本文主要针对新近发现的CREB共激活因了TORCs进行简要的文献综述和其在神经保护作用中的展望。     

靶向神经小胶质细胞的戒毒治疗策略

鸦片用于镇痛治疗有千余年历史, 其滥用导致药物成瘾, 带来严重的社会和医学问题。关于鸦片等精神活性物质的研究主要围绕 神经元,当前的戒毒药物作用于神经元的阿片受体或离子通道受体,然而其戒毒效果非常有限。神经元不是中枢神经系统中调节神经信号 转导的唯一组分,神经小胶质细胞占中枢神经系统的 10%~15%,然而其作用和功能在很长一段时间被忽视。鸦片、可卡因、冰毒及其他 精神活性物质激活 Toll 样受体 4 (TLR4),活化小胶质细胞,产生大量炎症因子,从而调节奖赏信号通路,增加神经元的兴奋性,导致药物 依赖和成瘾,因而 TLR4 是开发新型戒毒药物的靶点。综述药物成瘾的小胶质细胞分子机制以及靶向小胶质细胞的治疗药物成瘾的药物发现。     

大鼠运动皮层神经元集群锋电位时空模式解析

在大鼠前肢压杆任务中,同步记录初级运动皮层神经元集群活动信号与压杆的压力信号,分析神经元锋电位发放的时空模式,并用于大鼠前肢运动的解析和预测.数据分析显示在压杆阶段与非压杆阶段大鼠运动皮层神经元锋电位发放模式存在着显著差别,且神经元活动变化先于前肢运动的发生约300~400ms,并可通过与行为的相关性将神经元的发放模式分为4类.研究结果同时显示,两层Elman神经网络可用于神经元集群活动的解码,解码所得到的压力值与系统所采集的压杆压力信号有较好的拟合度,二者间的相关系数可达0.8766.研究表明了运动相关的神经信息处理和表征依赖于初级运动皮层神经元的相互作用和整合,揭示了神经元集群活动在运动信息编码中的重要作用.实验结果也揭示神经元集群活动信号解析后有望用于对外部器械进行直接控制,推动植入式脑-机接口及运动重建等康复技术的发展.     

MES23.5细胞酪氨酸羟化酶的种属来源及其重组酶的活性测定

MES 2 3 5细胞作为研究神经变性疾病的工具 ,是一种杂交瘤性多巴胺能神经元细胞系 ,由大鼠胚胎中脑细胞与小鼠神经母细胞瘤 胶质瘤细胞系N18TG2杂交而成 .其酪氨酸羟化酶 (tyrosinehydroxylase ,TH)的动物种属来源不清楚 .应用反转录聚合酶链反应 (RT PCR)法从MES 2 3 5细胞系中克隆了编码TH的cDNA ;结构分析表明 ,其cDNA编码区由 14 97碱基构成 ,共编码 4 98个氨基酸 ,与大鼠和小鼠TH的同源程度分别为 93%和 10 0 % .该杂交瘤细胞系表达小鼠TH .将该cDNA亚克隆至原核表达载体pGEX 4T 1,经原核细胞表达、亲和层析得到了电泳纯的基因重组小鼠TH(recombinantmousetyrosinehydroxylase ,rmTH) .改良和建立了一种体外分析TH活性的新方法 .活性分析证明 ,纯化的rmTH能催化L 酪氨酸发生加单氧反应生成L 3,4 二羟基苯丙氨酸 (L 多巴 ) .rmTH的表观分子量为 5 6kD ;其酶促加单氧反应的最适pH值为 7 0 .乙二胺四乙酸能显著抑制此酶的活性 ,而亚铁离子能明显增强其活性 .     

细胞凋亡抑制家族蛋白在阿尔茨海默病动物模型中的表达及其初步作用机制研究

随着全球老龄化日益严重,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)作为神经退行性疾病的最常见类型,以进行性认知障碍为主要临床表现,以老年斑、神经纤维缠结和神经元及突触的凋亡缺失为主要病理特征.细胞凋亡抑制家族蛋白(inhibitor of apoptosis family protein,IAP)是一类内源性细胞凋亡抑制蛋白,它们在AD病理进程中的功能尚未十分明确.本研究从AD患者数据库、动物模型和诱导的脑片模型分析IAPs蛋白表达,并通过EMSA和免疫印迹实验初步探索了NFκB信号通路的活化.结果表明:存活蛋白(Survivin)在AD患者、小鼠模型以及Aβ、冈田酸和LPS诱导脑片中共同上调,同时NFκB通路被显著激活,两者变化趋势相似,可能通过NFκB-Survivin轴抵抗神经元凋亡. Survivin蛋白在AD中的进一步深入研究将成为AD治疗和预防的重要靶标.     

丙戊酸钠活化大鼠海马和额叶ERK-1/2信号传导通路

为探讨慢性服用丙戊酸钠对中枢神经系统细胞外调控激酶 (ERK) 1/ 2信号传导通路活性的影响 ,阐明丙戊酸钠治疗躁狂抑郁症作用的可能分子机制 ,将 4 0只雄性Wistar大鼠随机分为实验组和对照组 ,每组各 2 0只 .实验组大鼠用含丙戊酸钠的饲料喂养 ,对照组大鼠用常规饲料喂养 ,4周后取大鼠海马和额叶组织制备蛋白质样本 ,蛋白质印迹方法分析海马和额叶组织丝裂原活化的蛋白激酶激酶 (MEK)、ERK 1/ 2、MAPK活化的蛋白激酶 1(RSK1)、cAMP效应元件结合因子 (CREB)的磷酸化水平以及Bcl 2的表达水平 ,电泳迁移率变动分析(EMSA)方法分析海马和额叶组织激活蛋白 1(AP 1)的DNA结合活性 .与对照组比较 ,丙戊酸钠显著增强海马和额叶MEK、ERK 1/ 2、RSK1、CREB和AP1的活性 ,上调海马和额叶Bcl 2的表达 .结果表明 :慢性服用丙戊酸钠激活中枢神经系统ERK 1/ 2信号传导通路、上调中枢神经系统Bcl 2蛋白表达 ,这些作用可能与丙戊酸钠治疗躁狂抑郁症的作用有关     

p300／CBP核蛋白与基因转录活化

CREB结合蛋白和p300都是分子量很大的核蛋白质.由两个特殊基因编码,但两者在结构模体上高度相似,均具有调节基因转录和细胞生长的功能,而且,其基因在所有的哺乳动物细胞中表达(至少现在还没有例外).p300/CBP在细胞中可与多种基因转录活化因子结合而形成辅活化子复合体,在介导各种转录因子的基因转录活化作用中起着重要作用.     

gcm蛋白的表达、纯化及多克隆抗体的制备

gcm(glial cells missing)是调控神经元细胞和神经胶质细胞相互转化的一个基因开关.在gcm功能缺损的突变体中,预期的神经胶质细胞发育成神经元细胞;而在gcm过表达的突变体中,预期的神经元细胞转化为神经胶质细胞.此外,gcm还调控血浆细胞发育.为了进一步研究gcm在发育中的功能,需要获得gcm蛋白并制备其抗体.根据已报道的gcm基因序列,以果蝇cDNA文库为模板进行PCR扩增得到gcm部分编码区序列,然后将其连接到pET-28a载体以获得原核表达载体.重组载体经酶切测序鉴定确认后,转化大肠杆菌(E.coli)BL21,并用IPTG诱导融合蛋白表达.采用Ni-IDA凝胶柱亲和纯化蛋白,将纯化的His-gcm融合蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,并用Western Blot检测抗体效价.获得的gcm原核表达重组融合蛋白及高效价的特异性兔抗gcm多克隆抗体,为gcm功能的进一步研究奠定了基础.     

B族G蛋白偶联受体PAC1可调控表达体系的建立

PAC1是神经肽垂体腺苷酸环化酶激活多肽(Pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP)的特异受体,属于B族G蛋白偶联受体,介导PACAP的神经递质、神经调质、神经保护、抗神经损伤及调控神经再生等功能,PAC1高表达和神经损伤、肿瘤等生理病理过程密切相关。为了深入了解PAC1的功能,构建PAC1可调控表达的细胞系,通过优化的四环素控制表达系统实现PAC1在中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)细胞的强力霉素(doxycycline,Dox)依赖的可控表达。首先通过双酶切将编码PAC1和增强型黄色荧光蛋白(EYFP,enhanced yellow fluorescent protein)的融和基因PAC1-EYFP克隆到pTRE-Tight载体上,获得重组载体pTRE-PAC1-EYFP;基因测序鉴定正确后将新型的四环素调节元件载体pTet-on advanced和反应元件载体pTRE-PAC1-EYFP分别转入CHO细胞中,G418和潮霉素(Hygromycin)双抗筛选阳性克隆PAC1-Tet-CHO,使用梯度浓度四环素类似物强力霉素Dox诱导PAC1-EYFP表达,48 h后检测受体表达水平,并通过MTT法检测不同PAC1表达水平的细胞增殖活性。荧光检测和Western印迹结果显示,成功获得了具有良好诱导性的Dox依赖的PAC1可控表达的细胞系,这些细胞株在传10代后仍能稳定地可控表达PAC1。MTT结果显示PAC1表达水平越高,细胞增殖活性越强。成功所构建的Dox依赖的PAC1可控表达细胞系,为PAC1的生物学功能的深入研究奠定了基础。     

叠氮钠损伤的神经元内硫氧还蛋白mRNA水平的变化

氧化应激与许多神经退变病有关,而线粒体损伤是氧化应激加剧的重要原因。本文通过细胞活性检测(MTT法)、形态学观察,分析NaN_3对原代培养神经元的损伤作用,并通过RT-PCR半定量检测NaN_3损伤后神经元内疏氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)mRNA水平的改变,以阐明这一重要的氧还调节蛋白在神经元损伤过程中的作用。实验表明NaN_3以浓度和时间依赖方式损伤神经元,降低Trx表达水平。提示:神经元内呼吸链受损引起Trx表达减少,从而减弱神经元内氧还调节功能,最终引起神经元损伤、死亡。     

成年大鼠吻侧迁移流的神经发生

目的探讨成年SD大鼠吻侧迁移流(rostral migratory stream,RMS)的神经发生。方法成年6周龄SD大鼠被处死。矢状位切片,免疫组织化学染色观察RMS区微管相关蛋白双皮质素(doublecortin,DCX)及胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)的表达及DCX/GFAP、DCX/p-CREB的共表达情况。结果在RMS区的垂直臂、肘部、水平臂均有DCX阳性细胞和GFAP阳性细胞,RMS区有GFAP/DCX和p-CREB/DCX共表达细胞。结论吻侧迁移流有广泛的神经元前体细胞及星形胶质细胞标记物表达;迁移神经元标记物可表达于星形胶质细胞,且神经元的迁移受到CREB信号通路的调控。     

铜纳米颗粒对缺血性卒中后神经血管单元的保护作用

目的:研究铜纳米颗粒(copper nanoparticle,Cu-nps)对缺血性卒中后神经血管单元(neurovascular units,NVU)的保护作用。方法:采用加热搅拌法合成Cu-nps。体内建立大鼠短暂大脑中动脉阻塞/再灌注模型(transient middle cerebral artery occlusion / reperfusion,tMCAO),实验分为正常组(sham)、模型组(tMCAO)、给药组(Cu-nps),检测各组脑梗死面积、神经凋亡情况、血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)完整性以及相关蛋白表达。结果:制备出的Cu-nps以Cu²⁺、80 nm左右的粒径均匀存在,具有良好的生物相容性。Cu-nps靶向脑缺血部位受损神经元,提高神经元细胞活力,降低活性氧,减少神经元凋亡和脑梗死面积,降低伊文思蓝染料渗漏量和炎症因子表达。结论:Cu-nps可以减少氧化应激,保护BBB完整性,降低神经胶质细胞活化,保护NVU功能,从而降低脑缺血再灌注损伤。     

姜黄素对脂多糖激活的小胶质细胞iNOS 表达的抑制及抗氧化作用

用姜黄素预处理小胶质细胞株BV,1 h后加用脂多糖(200 ng/ml)进行刺激,通过MTT检测细胞活性;硝酸还原酶法检测细胞上清液中一氧化氮(NO)的含量;Western 印迹、免疫细胞化学染色检测细胞活化后形态及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)蛋白的表达;瞬时转染和荧光素酶报告基因鉴定iNOS和NF-κB基因表达活性;SOD和GSH-Px检测姜黄素的抗氧化能力.结果证明,脂多糖可促使小胶质细胞活化,使iNOS和NF-κB基因表达活性显著增强;iNOS蛋白表达明显上调,NO释放增多;细胞内SOD和GSH-Px活性明显下降.而姜黄素(10 μmol/L)可以显著抑制活化后小胶质细胞NO的产生、iNOS蛋白的表达及iNOS-Luc、NF-κB-Luc的表达活性,其机制可能通过NF-κB的信号转导途径抑制iNOS的表达.姜黄素可通过提高细胞内SOD和GSH-Px的活性发挥抗氧化作用.     

血管内皮生长因子促损伤脑内神经血管单元的重构

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)最初被认为是调节血管内皮细胞通透性及血管增生的生物活性物质。后来发现,VEGF在脑内的神经细胞也有表达,并参与神经细胞的发育、轴突的生长和神经元细胞膜上离子通道功能的调节。VEGF对损伤脑具有抗凋亡等神经保护作用。此外,VEGF还具有促进损伤脑内神经元新生的作用和增强活化胶质细胞转分化为新生神经元的能力。现有的文献提示,VEGF在正常脑内能调节神经可塑性,在损伤的脑内能促进神经血管单元的重构和脑修复。本文重点阐述成年脑内VEGF对神经细胞的生物学效应及其对损伤脑的修复作用。深入研究VEGF的神经调节作用及其机制,有助于理解脑功能调节机制,研发脑保护和脑修复的新技术。     

细胞周期调控对大鼠全脑缺血后海马迟发性神经元死亡的影响

目的观察细胞周期调控对大鼠全脑缺血再灌流后海马区迟发性神经元死亡(delayed neuronal death,DND)以及星形胶质细胞的活化、增殖的影响.方法建立大鼠短暂性全脑缺血再灌流模型,利用尼氏染色、TUNEL、免疫组织化学方法观察再灌流后细胞周期素依赖的蛋白激酶(cyclin depedent kinase, CDK)抑制剂Olomoucine对海马DND以及星形胶质细胞活化增殖的影响.结果全脑缺血再灌流后3d、7d、30d海马神经元明显脱失,部分CA1、CA2区神经元凋亡;星形胶质细胞数目增多,GFAP表达上调,应用Olomoucine后TUNEL阳性神经元数目明显减少,幸存神经元数目增加;星形胶质细胞数目无明显增多,GFAP表达明显下调.结论 CDK抑制剂Olomoucine可有效抑制大鼠全脑缺血后海马神经元DND以及星形胶质细胞活化增殖.     

Wnt 3a在神经干细胞向多巴胺能神经元分化过程中作用的研究

Wnt信号在中枢神经系统发育过程中起重要的作用,控制着细胞的生长及分化.Wnt3a是Wnt家族的成员之一,对神经干细胞的增殖及分化有一定的调控作用.将重组Wnt3a腺病毒转入神经干细胞中,研究Wnt3a在定向诱导神经干细胞向多巴胺能神经元分化过程中的作用.将神经干细胞分为4组,对照组(不加任何诱导因子组)、抗坏血酸诱导组(AA组)、Wnt3a重组腺病毒诱导组(Wnt3a组)以及Wnt3a重组腺病毒加抗坏血酸诱导组(Wnt3a AA组).结果显示,Wnt3a组细胞中的多巴胺能神经元前体细胞特异性标志Nurr1表达量显著增多,Wnt3a AA组多巴胺能神经元明显多于AA组,酪氨酸羟化酶(TH)在mRNA水平上的表达是AA组的1.86倍.蛋白质印迹及免疫细胞化学染色显示,各诱导组均有TH的表达,Wnt3a组和AA组多巴胺能神经元阳性细胞数比例分别为(5.76±3.34)%和(37.42±2.54)%,与Wnt3a AA组(73.96±2.61)%比较,差异有统计学意义(P<0.05).利用高效液相色谱法检测到诱导后的细胞可分泌多巴胺.结果表明,Wnt3a可促进神经干细胞向多巴胺能神经元前体细胞分化,再通过抗坏血酸的诱导作用,在体外可获得大量的多巴胺能神经元,这些神经元有分泌多巴胺的功能.     

围神经元网、硫酸软骨素蛋白多糖受体及其对神经可塑性的调节作用（英文）

围神经元网是中枢神经系统中一种包绕在特定类型神经元胞体和近端神经突周围的细胞外基质网络。在1883年,围神经元网最早被Camillo Golgi所描述,直到近几十年,研究人员才对其分子组成、发育成熟以及潜在的功能有密集的研究。研究表明,围神经元网主要由透明质酸、硫酸软骨素蛋白多糖、连接蛋白和肌腱蛋白-R组成。围神经元网在神经发育的晚期才渐次出现,它的发育成熟水平和神经可塑性水平的高低呈负相关。功能上,一方面,围神经网络被认为在稳定细胞外微环境、维持被包裹神经元的性能和保护被包裹的神经元免受有害物质的影响等方面起到了重要的作用,围神经元网的异常可以导致诸如癫痫、中风和阿尔茨海默病等中枢神经系统的机能障碍;另一方面,围神经元网作为包裹在细胞外的一道屏障限制了神经可塑性的发生和阻碍了神经损伤后的再生。在成年动物中,用软骨素酶法降解围神经元网可以促进脊髓损伤后的功能修复以及恢复活动依赖的中枢神经系统可塑性调节机制,表明围神经元网在调节神经可塑性方面起到了非常重要的作用。本文就早期发育中活动依赖的围神经网络的形成和围神经网络信号通路中的重要分子——硫酸软骨素蛋白多糖受体的研究进展进行综述,并就它们如何调节神经可塑性展开讨论。