Cdc42信号介导的突触前快速成熟机制研究

论文摘要

突触前递质释放装置的发育成熟和突触后受体的转运是中枢神经系统突触发育过程中非常重要的两个方面。普遍认为,在神经元的发育早期,大多数突触后膜上只含NMDA受体而不含AMPA受体。随着神经系统的发育成熟,AMPA受体的转运上膜后才有大量功能性突触的产生。研究者也习惯的把只含NMDA受体的突触定义为沉默突触(silent synapse)。大量研究表明,AMPA受体的上膜所导致的沉默突触活化机制也是LTP形成的神经基础,沉默突触的形成和活化机制研究在神经可塑性领域受到了很大的重视,阐明沉默突触的活化过程不仅为神经系统发育机制的研究、也为与学习记忆相关的LTP机制的研究提供了基础。虽然突触前在沉默突触活化过程中的作用也已经得到重视,但其具体的活化机制和介导的信号通路还不清楚。我们运用双膜片钳技术同时记录两个培养的海马神经元,发现了和传统认识上不同的一类沉默突触,即该类突触既没有NMDA受体介导的反

论文目录

• 简写（Abbreviations）
• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1. 实验系统的建立
• 2. 沉默突触相关背景
• 3. BDNF相关知识
• 4. Rho家族成员
• 5. 细胞骨架
• 6. 本文研究结果小结
• Section I 材料与方法
• 1. 细胞培养及转染
• 1.1 海马神经元培养
• 1.2 转染
• 2. 电生理记录
• 2.1 微电极的拉制
• 2.2 给药装置和灌流系统
• 2.3 全细胞膜片钳记录
• 3. FM4-64标记
• 4. 免疫细胞化学
• 5. 图像采集与分析
• 6. 电镜
• 7. 溶液的配置
• 8. 主要药品来源
• 9. 主要抗体,质粒和荧光染料的来源
• 10. 主要实验仪器和软件
• 11. 数据统计与分析
• Section II 实验结果
• 1. 突触前TBS诱导沉默突触快速活化
• 1.1 细胞模型的选定与诱导方法
• 1.2 沉默突触在发育过程中的变化
• 1.3 TBS诱导出的电流成份组成
• 1.4 沉默突触活化过程中NMDAR的参与
• 2+的参与'>1.5 沉默突触活化过程中Ca²⁺的参与
• 2. 内源性BDNF对沉默突触活化的贡献
• 3. 突触前Cdc42信号的参与
• 3.1 突触前Cdc42信号是沉默突触活化的必要条件
• 3.2 突触前Cdc42信号是沉默突触活化的充分条件
• 3.3 Cdc42在突触前TBS诱导的LTP中的作用
• 4 突触前功能性囊泡的变化
• 4.1 电场刺激能引起功能性囊泡增加
• 4.2 增加的功能性突触前puncta与突触后PSD-95的共定位
• 4.3 增加的功能性突触前与囊泡蛋白SNP的共定位
• 4.4 囊泡变化的电镜证据
• 5. 神经元电活动依赖的突触部位的微丝聚合
• 5.1 用荧光强度的变化来反应actin的动力学指标
• 5.2 Actin puncta与FM4-64的共定位
• 5.3 Actin puncta的调控
• Section III 讨论
• 1. 沉默突触的快速激活是突触前神经元电活动依赖的
• 2+]_i的升高'>2. NMDAR的激活和[Ca²⁺]_i的升高
• 3. 肌动蛋白重排（remodeling）和电活动诱导的沉默突触活化
• 4. Cdc42信号的关键作用
• 5. 内源性BDNF的参与
• 6. 结论
• 参考文献
• Section IV 文献综述
• 1 沉默突触的相关概念
• 1.1 沉默突触的基本概念
• 1.2 沉默突触的形成机制
• 1.3 研究沉默突触的重要性
• 2. 突触后的沉默突触活化机制
• 2.1 突触后受体亚型
• 2.2 突触后膜上受体表达缺乏引起的沉默突触
• 2.3 突触后受体的转运
• 2.4 影响沉默突触活化的信号通路
• 3. 突触前的沉默突触活化机制
• 3.1 AMPAR 缺乏理论的局限性
• 3.2 支持突触前沉默的证据
• 3.3 与囊泡递质释放的有关概念
• 3.4 突触前沉默突触活化的几个因素
• 4. 功能性突触向沉默突触的转变
• 5. 沉默突触与LTP 的关系
• 6. 展望
• 参考文献
• 已发表文章目录
• 致谢