甘氨酸诱导海马神经元NMDA受体介导突触电流双向可塑性

发布者:系统管理员发布时间:2015-02-11浏览次数:1401

    2014年11月7日,国际知名生物化学杂志The Journal of Biological Chemistry正式发表“发育与疾病相关基因”教育部重点实验室陆巍课题组的研究工作(Glycine Induces Bidirectional Modifications in N-Methyl-D-aspartate Receptor-mediated Synaptic Responses in Hippocampal CA1 Neurons, JBC 2014; 289(45): 31200-31211),第一作者为硕士研究生张晓燕。
   NMDA受体是中枢神经系统重要的兴奋性递质受体之一,在感知、发育、认知、突触可塑性及学习记忆等正常脑功能中发挥关键作用,而甘氨酸是中枢神经系统细胞外广泛存在的氨基酸,其潜在的作用靶点有三个:与NMDA受体GluN1亚单位结合作为NMDA受体激活的共激动剂(co-agonist)、结合并激活甘氨酸受体、结合GluN3A受体。甘氨酸与这三个靶点的亲和力是GluN3A受体亚单位>GluN1受体亚单位>甘氨酸受体。该课题组前期研究发现当胞外甘氨酸浓度达到一定水平后,其不再诱导AMPA受体介导的LTP(long-term potentiation),而是诱导LTD(long-term depression)。此次研究进一步发现外源或内源甘氨酸在低浓度和高浓度时也分别能诱导海马神经元产生NMDA受体介导的LTP(LTPNMDA)和LTD(LTDNMDA),其机制是分别通过作用于NMDA受体共激活位点及甘氨酸受体,引起NMDA受体活动依赖的转运上膜或下膜(见附图)。该研究结果排除了GluN3A受体在其中所起的作用,这与海马部位GluN3A含量极少的发现相一致。该研究解析了甘氨酸门控NMDA受体介导突触电流可塑性的机制,对进一步了解正常生理及病理状态下NMDA受体相关脑功能的调控具有普遍意义。  
  该课题得到国家自然科学基金、973项目基金资助。