【摘要】：小腦平行纖維-浦肯野細胞(parallel fiber-Purkinje cell, PF-PC)突觸上的長時程抑制(long-term depression, LTD)和長時程增強(long-term potentiation, LTP)在運動學(xué)習(motor learning)中起重要作用。根據(jù)不同的刺激頻率,在PF-PC突觸上存在兩種形式的LTP。4-8Hz的刺激頻率誘導(dǎo)的LTP是突觸前表達的,這一過程是由突觸前的環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)信號通路介導(dǎo)的。而1Hz、5分鐘的平行纖維刺激誘導(dǎo)的LTP (1Hz LTP)是突觸后表達的,這一過程需要突觸后鈣離子(Ca2+)、磷酸酶(phosphatases)和一氧化氮(nitric oxide, NO)的參與,但是缺乏一個將這幾個信號分子聯(lián)系起來的信號通路,所以目前為止介導(dǎo)1Hz LTP的分子機制還不是很清楚。雖然脂質(zhì)信號通路參與多種生物學(xué)過程,但是其在突觸機制中發(fā)揮的作用越來越明顯。我們的實驗結(jié)果表明突觸后的胞質(zhì)磷脂酶α (cytosolic phospholipaseA2α, cPLA2α)-花生四烯酸(arachidonic acid,AA)信號通路和突觸前的內(nèi)大麻素受體1(endocannabinoid receptors1, CB1R)共同介導(dǎo)了1HzLTP。利用小腦腦片膜片鉗記錄的實驗方法,我們發(fā)現(xiàn)在cPLA2α敲除小鼠小腦腦片上1Hz LTP被阻斷。而1Hz的平行纖維刺激及cPLA2α的下游產(chǎn)物AA的共同作用能有效逆轉(zhuǎn)被阻斷的LTP。此外,2-花生四烯酸甘油(2-arachidonoylglycerol,2-AG)的特異性水解酶及CBlR拮抗劑抑制了I HzLTP。這證明2-AG及其突觸前受體CB1R也參與了1Hz LTP的誘導(dǎo)過程。我們利用NO電極檢測了培養(yǎng)的顆粒細胞及平行纖維末端NO的釋放量。實驗結(jié)果提示,平行纖維末端突觸前CB1R的激活誘導(dǎo)了NOS的活性增加從而促進了NO的釋放。1Hz的平行纖維刺激誘導(dǎo)相對少量的NO釋放,而100Hz的平行纖維刺激激活大量的NO釋放。因此,不同于經(jīng)典的突觸后表達的突觸可塑性,我們證明了1Hz LTP的誘導(dǎo)需要突觸前和突觸后信號通路的共同作用。另外,NO的釋放量決定了平行纖維-浦肯野細胞突觸的增強(LTP)與減弱(LTD)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R338
【圖文】：

實驗結(jié)果顯示在1 Hz LTP誘導(dǎo)前后PPF比值沒有發(fā)生顯著性改變（圖3.1.1C),這表明在1 Hz、5分鐘的誘導(dǎo)程序下，突觸前的遞質(zhì)釋放沒有受影響，間接證明1 Hz LTP是突觸后表達的，這一結(jié)果與之前的文獻報道(Lev-Ram et al., 2002;Coesmans et al, 2004; Belmeguenai and Hansel, 2005)是一致的。

MAGL阻斷了 1 Hz LTP的誘導(dǎo)，但FAAH實驗組誘導(dǎo)后EPSC幅值沒有顯著性變化(圖3.3.1A，B)o兩組實驗PPF比值在誘導(dǎo)前后都沒有顯著性變化（圖3.3.1C)。這一實驗結(jié)果表明2-AG參與了 1 Hz LTP的誘導(dǎo)。An MAGL FAAHWWbaseline / V\ // jt = 38min^ baseline J」100pAt = 38min>^ 25 msB " MAGL/FAAH160-] MAGL/FAAH 2.0-) ； — Iz 1: _____f o ‘ fI 80- ￡ .FAAH I ?FAAH洛 6々丁，廣i ,,,., :7, I ：，‘-10 0 10 20 30 40 -''O 0 10 20 30 40Time (min) Time (min)圖3.3.1 2-AG參與了 1 Hz LTP的誘導(dǎo)A.對照小鼠在5 min @ 1 Hz平行纖維刺激條件下，電極內(nèi)液中分布加入MAGL和FAAH。誘導(dǎo)前（baseline,黑色）與誘導(dǎo)后（t=38min,灰色）的PF-EPSCs反應(yīng)。FAAH組誘導(dǎo)后EPSC幅值明顯增強，但MAGL組EPSC幅值在誘導(dǎo)后沒有顯著性改變。B. MAGL組和FAAH組LTP誘導(dǎo)過程中EPSC1標準化幅值變化。每個圓點是三個連續(xù)EPSC幅值的平均值。MAGL組EPSC1幅值在誘導(dǎo)后沒有顯著性改變(t=38 min, 97+5%； n=13, >0.05)。FAAH 組 EPSCl 幅值在誘導(dǎo)后顯著性增強（t=38min，138土6o/o; n=14, **/?〈0.01)。C. LTP誘導(dǎo)過程中與B圖相對應(yīng)的PPF比值變化。大麻素受體1 (cannbinoidreceptor 1，CB1R)作為2-AG的受體

圖 3.3.2 CBIR 介導(dǎo) 了 1 Hz LTPA.野生小鼠在5 min @ 1 Hz刺激同時外加AM251的條件下，誘導(dǎo)前（baseline)與誘導(dǎo)后（t=38min)的PF-EPSCs反應(yīng)。B.與A圖對應(yīng)的LTP誘導(dǎo)過程中EPSC1標準化幅值變化。每個圓點是三個連續(xù)

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本文編號：2753332