在脑片水平上突触可塑性长时程增强研究进展.pdf

1 在脑片水平上突触可塑性长时程增强的研究进展 1 1 2 郑小波 , 田心 *，宋毅军 1 天津医科大学 天津市神经病学研究所，天津 （300070） 2 天津医科大学总医院, 天津 （300052） E-mail ：tianx@ 摘 要: 长时程增强（Long-term Potentiation, LTP ）是突触效能的重要表现形式，是研究学习 与记忆突触机制的客观指标。近年来随着脑片技术的发展， 很多关于LTP的实验研究都在 脑片水平上进行，本文介绍了海马脑片CA1 区LTP的调节表达机制的研究，海马脑片上诱导 产生的LTP的特征和脑片条件的关系，多巴胺转运蛋白阻断剂通过活化D3多巴胺受体增强海 马脑片CA1 区LTP ，以及激活大鼠海马脑片CA1 区突触β- 肾上腺素能受体增强联合LTP的研 究，综述了在脑片水平上研究LTP的诱导表达维持及调节等方面的研究动态进展。 关键词: 脑片；突触可塑性；突触效能；长时程增强 1.引言 突触的长时程增强(Long-term Potentiation, LTP)效应和学习、记忆机制密切相关，1973 年Bliss[1]等发现家兔海马经短暂高频刺激后，神经元兴奋性突触后电位可增大并持续几小时 甚至几周，他将这一现象称为长时程增强效应。其后，许多研究人员也在实验中观察到LTP 的存在。LTP 的形成是一个非常复杂的过程，其形式和机制是多样的，因所在部位与接受刺 激的不同而不同。 脑片是指从动物脑区制备的厚度为100~700μm能够在体外存活一定的时间的脑薄片，脑 片技术起始于20世纪50年代Li和McIlwain 的离体脑片电生理研究。脑片兼有在体脑实验和离 体神经细胞培养的某些特点，在体外48小时内依然能保持良好的活性，离子通道性质不会发 生变化，离体脑片保持有完整的神经突起和神经解剖通路，便于研究突触活性。在脑片的电 生理过程中排除了活体血压、温度、电解质、血脑屏障等因素的干扰，可以按不同的实验目 的直接准确地改变脑片灌流液的成份和条件，如温度、酸度和渗透压、通氧状态、以及离子 通道或细胞信号转导通路的阻断剂等；还能借助显微镜准确地放置记录电极和刺激电极。因 此近年来在脑片水平上研究长时程增强有了长足的发展，以下以几个例子来说明脑片水平上 LTP 的研究进展。 2.在海马脑片水平上研究 CA1 区 LTP 的调节表达 在海马CA1区和CA3区由短暂的NMDA受体诱导产生的LTP 已得到确认，然而，由AMPA 受体介导的突触传递的增强仍是研究的热点，已有实验表明突触后的改变极有可能是突触上 AMPA受体数量的增加[2]或者是它们单通道电导的增加[3 , 4] ；然而，也有实验表明当突触前 __________________________ 1本课题得到国家自然科学基金，天津市自然科学基金（07JCYBJC17100）资助 *通讯作者：田心 Email ：tianx@ - 1 - 释放的 L-谷氨酸增加时可以诱发 LTP 的表达。在海马，各个突触之间递质释放的概率和突 触上的 AMPA 受体的数量都是高度差异的，这种差异在发育过程中还被放大，因为突触的 [5] [6] 成熟和突触内的囊泡的大小和数量 以及AMPA 受体的数量 都是相关的。 Benke通过脑片水平上的LTP实验[7]研究，发现从出生后13天至15天的大鼠制备的海马 脑片上CA1区突触上的LTP有两种表达机制：AMPA单通道电导率的增加和AMPA受体数量 的增加。为了验证这两种机制都参与了LTP 的表达，Palmer等[8]研