<正>學(xué)習(xí)和記憶作為一種高級認知功能,一直都是神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域最關(guān)注的問題之一。早在1949年科學(xué)家就提出了突觸可塑性假說:突觸是神經(jīng)連接和信號傳遞的關(guān)鍵部位,是學(xué)習(xí)記憶的重要生物學(xué)基礎(chǔ);在學(xué)習(xí)和記憶的過程中突觸連接會增強,傳遞效率會提高。20年后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在家兔腦內(nèi)的海馬區(qū)給予一個高頻電刺激后,其海馬的興奮性突觸后電位會出現(xiàn)持續(xù)性增強,這種現(xiàn)象被稱為長時程增強（long-term potentiation,LTP）[1]。時至今日,LTP仍 

【文章來源】：華中科技大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版). 2019,48(06)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

神經(jīng)元突觸LTP原理示意圖

BDNF的受體主要是酪氨酸蛋白激酶B(Tyrosine-related receptor kinase B,TrkB),當(dāng)神經(jīng)元受到刺激后,細胞內(nèi)大量表達的BDNF從突觸前膜釋放出來,會與突觸后膜的TrkB結(jié)合,TrkB活化引起NMDA受體的NR1與NR2亞基磷酸化,從而誘導(dǎo)LTP的產(chǎn)生;此外,BDNF還促進突觸后AMPA受體的GluA1亞基磷酸化,促進更多的AMPA從胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到突觸后膜上,使突觸后反應(yīng)增強,進一步促進LTP的形成。研究也發(fā)現(xiàn),在單樹突棘中還存在一種自分泌的BDNF-TrkB信號通路[12]。為了響應(yīng)LTP的誘導(dǎo),突觸后膜的NMDA受體被激活,胞內(nèi)高濃度的Ca2+以及被激活的CaMKⅡ會促使突觸后膜釋放BDNF,并與突觸后膜上的TrkB受體結(jié)合(圖2B),這種突觸后自分泌的BDNF-TrkB信號通路對于LTP的影響也是非常重要的[12]。因此突觸后膜的自分泌信號傳導(dǎo)機制與其它來源的BDNF和TrkB的激活共同發(fā)揮作用,這對于LTP的誘導(dǎo)和維持是不可或缺的。目前,對于許多興奮性突觸來說,大部分研究都聚焦于突觸后NMDA受體,而對于突觸前NMDA受體的研究,關(guān)注度并不高。近期研究發(fā)現(xiàn),在LTP的過程中,突觸前活化的NMDA受體可促進軸突中的Ca2+大量內(nèi)流并且增加內(nèi)部鈣庫的釋放,這種突觸前Ca2+的持續(xù)升高可以通過下游信號促進突觸小泡的胞吐作用,進一步促進BDNF分泌顆粒的胞外分泌[13](圖2A),增強的BDNF/TrkB信號傳導(dǎo)通路則進一步引起突觸前和突觸后修飾;這樣,由突觸前軸突釋放的BDNF在突觸前后的作用都增加,最終促進神經(jīng)元突觸產(chǎn)生LTP[14]。由于在這個過程中分泌的BDNF主要來源于突觸前,軸突NMDA受體的激活對BDNF依賴性LTP是非常關(guān)鍵的。但是,突觸前NMDA受體的活化與來自于突觸后的BDNF之間的關(guān)系及其是否影響LTP的誘導(dǎo)和維持,目前仍有待研究。2.2 Arc參與LTP形成的機制


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