高钙引起的学习记忆障碍与突触界面结构参数的变化

本研究选用１月龄小鼠,观察了海马内注射ＣａＣｌ２造成高钙水平对小鼠学习和记忆行为的影响,并对海马ＣＡ３区进行突触超微结构定量分析。结果表明,与对照组相比：（１）ＣａＣｌ２组小鼠一次性被动回避反应的步入潜伏期有缩短的趋势,说明该组小鼠记忆减弱;同时Ｙ－迷宫分辨学习能力也显著下降（Ｐ〈０．０１）;（２）ＣａＣｌ２组海马ＣＡ３区突触后致密物质极显著变薄（Ｐ〈０．００１）,而突触间隙宽度显著增大（Ｐ〈０．     

不同浓度降钙素基因相关肽对小鼠海马区长时程增强的影响

本研究旨在探讨不同浓度的降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)对小鼠海马长时程增强的影响。将30日龄C57BL/6J小鼠随机分为空白组、不同浓度(50,100,200 nmol/L)CGRP组,CGRP+CGRP阻断剂组,每组10只。外源性给予海马区脑片不同浓度的CGRP,用离体细胞外场电位记录检测其对小鼠海马突触传递及长时程增强的影响。结果显示,给予不同浓度CGRP对小鼠海马突触前递质的释放没有明显的影响,但100和200 nmol/L CGRP可易化海马长时程增强的诱发,表现为长时程增强幅度的增加,并且这一作用可被CGRP特异性阻断剂CGRP8-37阻断。以上结果提示,CGRP可通过特异性受体浓度依赖性促进小鼠海马长时程增强的诱发。     

溶血卵磷脂对小鼠及鸡脑突触体内钙离子浓度的升高作用

鸡是有机磷引起的迟发性神经病(OPIDN)的最常用的动物模型,OPIDN的发生被认为与神经病靶酯酶(NTE)的抑制有关。本研究比较了NTE的生理性底物溶血卵磷脂(LPC)对鸡和小鼠脑突触体内钙离子浓度的影响。LPC能够浓度依赖性地引起小鼠和鸡脑突触体内游离钙浓度升高,且在两种动物来源的突触体上的反应趋势和幅度基本相同。去掉突触体悬液中Ca2 后,同样在LPC的作用下,突触体内钙浓度不但没有升高反而明显下降,这在两种来源的突触体上的结果相同。L型钙通道阻断剂维尔帕米和非特异性钙通道阻断剂氯化镉均对LPC引起的小鼠和鸡脑突触体内钙升高都没有阻断作用。这些结果表明,LPC主要通过其对膜的破坏作用引起小鼠和鸡脑突触体内的游离钙浓度升高,且在小鼠和鸡脑突触体内钙离子浓度升高的幅度和机制方面没有种属差异。本研究的结果表明:鸡和小鼠在OPIDN中的症状差异并非由于LPC介导突触体内钙超载的强度不同所导致。     

二甲双胍调节初级视觉皮层兴奋性和抑制性平衡及改善视觉功能的研究

大脑皮层中兴奋和抑制系统之间的动态平衡决定了皮层神经元对刺激的反应特性. 已有研究表明,二甲双胍能够诱导γ-氨基丁酸受体向突触后膜聚集,增强神经系统的抑制效果. 本课题进一步探讨了二甲双胍对初级视觉皮层兴奋和抑制系统平衡的调节作用,以及其改善小鼠视觉功能的潜力. 实验使用成年雄性小鼠,实验组（metformin）10只每天给予二甲双胍250 mg/kg,对照组（control）6只每天给予0.3 ml生理盐水,灌胃处理3周. 结果发现二甲双胍可以显著升高囊泡GABA转运蛋白VGAT和突触后抑制性递质受体相关蛋白Gephyrin的合成. 此外,它显著降低突触后兴奋性受体GluA1和GluN1的表达. 多通道电极电生理记录结果显示,二甲双胍作用下小鼠初级视觉皮层的自发放和诱发放显著降低,而信噪比、方向和方位选择性显著增加. 实验结果表明,二甲双胍可以通过降低兴奋突触、增强抑制突触,调节初级视皮层的兴奋——抑制平衡,提高信息处理能力,增强视觉功能.     

二甲双胍调节初级视觉皮层兴奋性和抑制性平衡及改善视觉功能的研究（英文）

大脑皮层中兴奋和抑制系统之间的动态平衡决定了皮层神经元对刺激的反应特性.已有研究表明,二甲双胍能够诱导γ-氨基丁酸受体向突触后膜聚集,增强神经系统的抑制效果.本课题进一步探讨了二甲双胍对初级视觉皮层兴奋和抑制系统平衡的调节作用,以及其改善小鼠视觉功能的潜力.实验使用成年雄性小鼠,实验组(metformin) 10只每天给予二甲双胍250 mg/kg,对照组(control) 6只每天给予0.3 ml生理盐水,灌胃处理3周.结果发现二甲双胍可以显著升高囊泡GABA转运蛋白VGAT和突触后抑制性递质受体相关蛋白Gephyrin的合成.此外,它显著降低突触后兴奋性受体Glu A1和Glu N1的表达.多通道电极电生理记录结果显示,二甲双胍作用下小鼠初级视觉皮层的自发放和诱发放显著降低,而信噪比、方向和方位选择性显著增加.实验结果表明,二甲双胍可以通过降低兴奋突触、增强抑制突触,调节初级视皮层的兴奋——抑制平衡,提高信息处理能力,增强视觉功能.     

谷氨酸性突触在痛觉和记忆中的突触和分子机制

谷氨酸是哺乳动物脑中的兴奋性递质。中枢神经系统的谷氨酸性突触广泛参与痛觉传递,突触可塑性和递质的调节。谷氨酸的NMDA受体参与前脑相关的学习及功能。在这篇综述中,我们提出前脑的NMDA受体通过增强谷氨酸性突触传递导致长期性的炎痛。具有增强NMDA受体功能的小鼠会产生更多的慢性痛。NMDA NR2B受体抑制剂在未来可能被用来控制人类的慢性痛。     

与学习记忆相关的睡眠新功能——突触稳态

近年来的许多研究证实睡眠有利于学习和记忆．不但学习后的睡眠具有记忆巩固功能,而且学习前的睡眠对于随后的学习也是必需的．长时间觉醒学习后脑内突触连接增多、增强,导致突触空间饱和,阻碍随后继续学习．睡眠的作用是减弱突触连接到基础水平,为随后的学习记忆提供充足的空间和能量．     

青蒿素经PI3K/Akt通路改善突触可塑性减轻糖尿病小鼠认知障碍

目的 本研究旨在阐明青蒿素对II型糖尿病（T2DM）小鼠认知功能障碍的改善作用及其机制。方法 C57BL/6J小鼠单次腹腔注射STZ（100 mg/kg）后联合高脂饲料喂养建立T2DM模型。T2DM小鼠随后腹腔注射青蒿素（40 mg/kg/d）或等体积溶剂。干预4周后，新物体识别、Y迷宫和Morris水迷宫实验检测小鼠的学习和记忆能力。蛋白质印迹法（Western blot）检测海马PI3K、Akt、磷酸化Akt、SYN和PSD-95蛋白的表达。透射电镜观察海马CA1区突触密度和突触超微结构改变。结果 与模型组相比，青蒿素干预组T2DM小鼠的认知功能显著改善，海马中PI3K和磷酸化Akt水平升高，SYN和PSD-95蛋白表达增加，CA1区神经元丢失减少。此外，青蒿素干预组小鼠CA1区的突触密度、PSD-95和突触界面曲率增加，突触间隙宽度减小。结论 青蒿素可能通过激活海马PI3K/Akt途径增强突触可塑性，从而减轻T2DM小鼠认知功能障碍；青蒿素有望成为治疗糖尿病性认知功能障碍的新型药物。     

突触后细胞电活动促进突触发育的条件

突触在发育过程中体现出极大的可塑性,突触的简单形式：神经肌肉接点（Ｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌａｒｊｕｎｃｔｉｏｎ,ＮＭＪ）在发育中的自发电活动的规率性变化常用来代征其突触塑造发育的程度．利用膜片钳技术对爪蟾胚胎ＮＭＪ突触后肌肉细胞进行全细胞电流钳制,并施予高频阈上电刺激可诱发ＮＭＪ处自发电活动的增强。深入的研究表明这种增强来自反复的去极化过程而不是单纯的膜电位升高;这种增强只有在施予电刺激的数目,频率,幅度到达一定程度才能诱发;Ｃｄ２＋胞外灌流实验提示Ｃａ２＋在肌细胞内的激增与这种增强有关。     

衰老性记忆障碍与脑突触体内游离[Ca~(2 )]_i的相关性

采用行为观察和生化检测相结合的方法 ,在过去工作的基础上 ,研究了 12月龄和 18月龄小鼠学习记忆能力的变化和 18月龄小鼠四个脑区 (海马、大脑皮层、四叠体和小脑 )突触体内 [Ca2 ]i 的水平 ,同时还比较了老年记忆保持良好组与记忆障碍组小鼠的脑钙水平。结果表明 ,随着年龄的增长 ,小鼠的学习记忆能力显著下降 ,上述脑区 (除大脑皮层外 )突触内 [Ca2 ]i 均明显升高 ,其中老年记忆障碍小鼠脑钙水平升高最为显著。提示 ,小鼠衰老性记忆障碍可能与其脑突触体内 [Ca2 ]i 的超载有关。     

Science发文揭示睡眠如何强化突触并有益记忆

<正>2014年6月6日,来自纽约大学医学院、北京大学深圳研究生院的甘文标教授在Science发表其研究成果。该研究组采用可视化技术,记录下来了活体小鼠运动皮层中的树突棘变化,证明了睡眠可导致新突触的生长,从而提出了睡眠可巩固记忆,而这是通过促进脑中新的突触的生长来实现的。研究人员首先教小鼠学习一种新的运动技能,这会引起它们脑中形成新的树突棘,这表明哺乳类动物脑中的突触变化是学习的基础。为了更深入了解睡眠是否会影响突触变化,研究人员又记录下来     

海马突触传递长时程增强效应中的逆行信使

海马突触传递长时程增强现象的突触机制研究取得了许多重要进展,其中特别是发展了突触前膜与突触后膜功能双向调控的概念,即观察了逆行信使的存在和作用,这对于理解和阐明学习、记忆的机制具有重要的理论意义。本文结合笔者的工作,重点介绍一氧化氮等所谓的逆行信使在突触传递长时程增强中的功能。     

脑内突触可塑性的一个模式

海马内的突触系统在接受短串强直刺激后,呈现长时间的突触传递增强现象。这种突触增强现象在急性和慢性实验中可分别持续数小时、数天以至数周。有资料表明,条件反射的训练过程中伴随着突触传递效益改变;突触增强的过程与动物的记忆能力有平行关系。海马内这种突触可塑现象很可能反映突触水平的学习记忆过程。这种长时程的突触增强的形成有突触前也有突触后的机理。     

C57BL/6小鼠听皮层A1区LTP特性

应用在体细胞外记录群体细胞兴奋性突触后场电位方法,研究C57BL6小鼠听皮层A1区突触长时程增强(LTP)特性。观察到,给予模拟的θ节律电刺激(TBS),刺激听皮层白质,可在听皮层灰质ⅡⅢ层记录到明显LTP。根据TBS后LTP幅度变化特征,LTP可分为瞬时增强型(有PTP)和缓慢增强型。高强度TBS诱导的LTP增幅百分数比低强度TBS诱导的LTP增幅大,但两者诱导的LTP成功率无显著差异。实验还表明,2月龄小鼠较4月龄小鼠LTP幅度增长率更高,提示听皮层LTP具有年龄依赖性特征。实验结果为进一步研究听觉模态学习记忆的神经机制提供了资料。     

酒精对γ-氨基丁酸转运蛋白Ⅰ(GAT1)功能调节方式的初步研究

已有报道GABA能系统参与酒精耐受和成瘾。我们实验室先前的研究表明急性和慢性酒精处理能快速增强小鼠中枢神经系统γ-氨基丁酸转运蛋白(GATs)的功能,但不影响中枢神经系统GAT1的基因表达水平;GABA 转运蛋白对底物的亲和性也未发生变化在本文中,我们用免疫荧光实验发现酒精处理后,GAT1蛋白向突触体质膜一侧聚集。蛋白磷酸化检测实验显示突触体内GAT1蛋白上丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的磷酸化水平降低。这些结果提示酒精通过刺激GAT1蛋白从胞内转位到突触质膜上而提高GABA 重摄取的功能,GAT1蛋白去磷酸化可能在此过程中发挥了重要作用。     

多巴胺D2型受体可能参与运动对帕金森病小鼠皮层-纹状体突触传递及自主活动的调节

本研究旨在揭示皮层-纹状体突触后膜多巴胺D2型受体(D2 receptor, D2R)在运动改善帕金森病(Parkinson’s disease,PD)小鼠行为功能障碍中的作用。选取C57/BL6雄性成年小鼠,随机分为对照组、PD组和PD运动组。纹状体两点注射6-羟多巴胺(6-hydroxydopamine, 6-OHDA)建立单侧损伤PD模型。运动干预方案为匀速跑台训练(16 m/min,40 min/d,每周5 d,共持续4周)。采用旷场实验评价小鼠自主活动能力,用离体脑片记录兴奋性突触后场电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)来评价皮层-纹状体突触传递效能,并观察D2R激动剂干预对小鼠自主活动能力和皮层-纹状体突触传递的影响。结果显示,和PD组相比,PD运动组小鼠自主运动距离和快速移动占比显著增加(P 0.05),递增刺激强度(0.75～3.00 pA)下fEPSP最大幅值显著降低(P 0.05),刺激-反应曲线斜率降低。和未给予D2R激动剂的PD小鼠相比,D2R激动剂处理的PD小鼠运动距离及快速移动占比显著增加(P 0.05),fEPSP峰值(P 0.05)和刺激-反应曲线斜率降低。以上结果表明,早期运动干预或D2R激动剂干预均可抑制PD小鼠皮层-纹状体突触传递效能异常增高的现象,并改善小鼠自主运动能力,提示皮层-纹状体突触后膜D2R可能是运动改善PD小鼠自主活动能力的重要细胞分子作用靶点。     

外周输入依赖的嗅球颗粒细胞的突触结构可塑性

活动依赖的突触结构可塑性是学习和记忆的基础.哺乳动物,尤其是啮齿类动物,具有高度发达的嗅觉系统和惊人的气味学习和记忆能力.本研究以CNGA2敲除而导致外周输入缺失的小鼠为模型,研究嗅球内活动依赖的突触结构可塑性.利用特异性的突触前和突触后标记物,发现外周输入缺失减少了突触标记蛋白突触素(synaptophysin)和抑制性突触标记蛋白桥蛋白(gephyrin)在嗅球外网状层和颗粒细胞层中的表达;兴奋性突触标记蛋白囊泡谷氨酸转运蛋白1(VGluT1)的表达水平只在外网状层中有显著下降,而在颗粒细胞层中没有明显变化.进一步通过活体质粒电转标记嗅球颗粒细胞后发现,CNGA2敲除小鼠颗粒细胞上位于外网状层中的远端树突棘密度显著减小,而位于颗粒细胞层中的近端树突棘密度没有明显变化.这些结果表明颗粒细胞上的树-树突触具有对外周活动依赖的结构可塑性,而轴-树突触则无.     

小鼠在体海马长时程增强记录技术

目的:建立记录小鼠在体海马"前穿通纤维-齿状回"(PP-DG)神经通路长时程增强(LTP)的方法.方法:动物麻醉后固定于立体定位仪上,参照立体定位参数将刺激电极插入至前穿通纤维,记录电极插入至DG颗粒细胞层,而后进行LTP的诱发和记录.结果:对各种实验条件优化后,成功记录了Balb/c小鼠海马PP-DG通路LTP.应用该方法对快速老化模型小鼠(SAM)的快速老化亚系SAMP8和抗快速老化亚系SAMRl海马神经突触可塑性进行考察,结果表明在体海马LTP与脑片LTP和行为学实验结果相符.结论:成功建立了小鼠在体海马PP-DG通路LTP的记录方法,可用于整体动物神经突触可塑性的评价.     

体内跟踪单个冲经细胞及其突触分布

近日,科学家开发了一项能够在成体水平小鼠脑区的复杂神经网络系统中特异性标记单个神经元细胞及其神经突触分布形式的技术。该项技术利用转基因方法在小鼠不同脑区的神经元细胞可控地表达不同的荧光蛋白和突触囊泡蛋白,应用不同分子标记对神经元细胞及其突触进行特异性标记,能够在单个神经元细胞水平上提供详尽的三维神经突触分布信息,     

酒精对γ-氨基丁酸转运蛋白I（GAT1）功能调节方式的初步研究

已有报道GABA能系统参与酒精耐受和成瘾。我们实验室先前的研究表明急性和慢性酒精处理能快速增强小鼠中枢神经系统γ-氨基丁酸转运蛋白(GATs)的功能,但不影响中枢神经系统GAT1的基因表达水平;GABA转运蛋白对底物的亲和性也未发生变化。在本文中,我们用免疫荧光实验发现酒精处理后,GAT1蛋白向突触体质膜一侧聚集。蛋白磷酸化检测实验显示突触体内GAT1蛋白上丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的磷酸化水平降低。这些结果提示酒精通过刺激GAT1蛋白从胞内转位到突触质膜上而提高GABA重摄取的功能,GAT1蛋白去磷酸化可能在此过程中发挥了重要作用。