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钙离子和蛋白激酶A对背根神经节神经元胞体囊泡转运过程的调控

2020-11-23阅读(894)

钙离子和蛋白激酶A对背根神经节神经元胞体囊泡转运过程的调控

论文摘要

在神经元和内分泌细胞,神经递质或激素的释放和突触囊泡转运是相当重要的生理过程。神经冲动打开电压门控的钙通道导致钙离子内流,引起钙离子依赖性的胞吐,然后突触前膜胞吞、回收形成囊泡,装载递质准备循环再利用。胞吐和胞吞被认为是需要钙离子、蛋白激酶和GTP酶dynamin等参与的,但是关于钙离子和相关蛋白相互作用是如何调控囊泡转运这个问题还没有定论,在没有钙离子参与的情况下胞吐和胞吞是否能够以及怎样被调控也不清楚。本文采用膜电容测量、钙离子紫外光解和测量以及FM染料等方法,在背根神经节神经元胞体上研究胞吐和胞吞。（1）膜去极化能够诱发一种不需要钙离子和dynamin参与的快速胞吞（rapid endocytosis, RE）,RE紧密偶联于不依赖钙离子而只需电压激活的分泌（calcium-independent but voltage-dependent secretion, CIVDS）,RE的幅度与CIVDS的幅度以及刺激频率成正比;蛋白激酶A的阻断剂抑制高频电刺激引起的RE,而蛋白激酶A的激动剂增强低频电刺激引起的RE,生化实验显示无需钙离子参与,电刺激可以直接上调蛋白激酶A的活性。（2）在胞外无钙的环境下紫外光解升高胞内的钙离子可以引起钙离子依赖性的分泌(Ca2+ dependentsecretion, CDS),但是生理性浓度的胞外钙离子可以抑制这种相同浓度的胞内钙离子所引起的CDS (extracellular Ca2+ inhibits CDS, ECIS),PKA的激动剂能够增强CDS,去极化可以直接促进CDS,而且去极化的这种增强作用可以被PKA的拮抗剂所抑制,在大鼠肾上腺嗜铬细胞也能观察到类似的ECIS现象。综上所述,我们的实验揭示在DRG神经元上存在一种不依赖于钙离子和dynamin的快速胞吞,胞外钙离子可以阻断细胞内钙离子依赖的胞吐;而且神经电活性和蛋白激酶A都调控这两种囊泡转运形式,且都不需要钙离子内流。这些发现扩展了已经建立的有关神经递质传递和突触囊泡转运的知识。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 图表目录
  • 简写列表
  • 正文
  • 1 引言
  • 1.1 神经细胞间以突触为基本单元传递信息
  • 1.2 突触传递
  • 1.2.1 突触传递的研究历史
  • 1.2.2 突触传递实现生理功能的结构基础
  • 1.2.3 突触神经递质释放和囊泡循环转运
  • 1.3 钙离子和蛋白激酶A 对于突触囊泡循环的调控
  • 1.4 小结
  • 2 实验材料与方法
  • 2.1 细胞培养
  • 2.1.1 大鼠背根神经节细胞（DRG）的急性分离
  • 2.1.2 大鼠肾上腺嗜铬细胞的原代培养
  • 2.1.3 带背根脊髓薄片的制作
  • 2.2 电生理测量
  • 2.2.1 膜片钳记录
  • 2.2.2 膜电容测量
  • 2.2.3 单胺类物质安培法测量
  • 2.3 测钙
  • 2.4 光解钙离子复合物
  • 2.5 FM 染料成像
  • 2.6 PKA 活性测量
  • 2.7 转染
  • 2.8 化学试剂
  • 2.9 数据分析和统计
  • 3 实验结果
  • 3.1 DRG 神经元胞体的CDS 和CIVDS 的比较
  • 3.1.1 DRG 神经元胞体存在CDS 和CIVDS
  • 3.1.2 去极化引起的CIVDS 与CDS 的动力学的比较
  • 3.2 DRG 神经元胞体的CIVDS-RE 和RME
  • 2+的与CIVDS-RE'>3.2.1 不依赖Ca2+的与CIVDS-RE
  • 3.2.2 神经电活性对于CIVDS-RE 的调控
  • 3.2.3 频率依赖性的CIVDS-RE 由PKA 介导
  • 3.2.4 CIVDS-RE 不需要dynamin 的参与
  • 3.2.5 受体介导的胞吞的FM 荧光观察
  • 3.3 胞外钙离子抑制DRG 神经元CDS
  • 3.3.1 DRG 神经元胞体存在ECIS
  • 3.3.2 胞内PKA 水平调控CDS
  • 3.3.3 神经电活性调制PKA 增强CDS
  • 4 讨论
  • 4.1 DRG 神经元胞体上存在的几种囊泡转运形式
  • 4.2 DRG 神经元CIVDS-RE 和CDS 的调控
  • 4.3 神经元胞体分泌的生理意义
  • 5. 结论
  • 参考文献
  • 发表文章目录
  • 文献综述
  • 突触前蛋白磷酸化对于突触囊泡释放的调控
  • 1 突触囊泡释放是突触前可塑性的主要机制
  • 1.1 突触可塑性
  • 1.2 突触前囊泡释放机制
  • 1.3 囊泡释放对突触前可塑性的调控
  • 2 蛋白激酶对于突触囊泡释放的调控
  • 2.1 参与突触囊泡释放的蛋白激酶
  • 2.2 蛋白激酶对于突触囊泡释放的调控
  • 3 小结和展望
  • 3.1 突触囊泡释放是一个钙离子和蛋白激酶精细调控的过程
  • 3.2 新方法对于阐述这个问题的可能性
  • 4 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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