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Title: Cdc42 信号介导的突触前快速成熟机制研究
Author: 沈万华
Degree Level: 博士
Issued Date: 2006-05-19
Degree Grantor: 中国科学院上海生命科学研究院
Place of Degree Grantor: 上海生命科学研究院
Supervisor: 段树民
Keyword: 可塑性 ; 突触前 ; 递质释放 ; 沉默突触 ; 肌动蛋白 ; 细胞骨架
Major: 神经生物学
Abstract: 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,大多数突触后细胞膜上只含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。虽然突触前细胞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受体介导的反应,也没有AMPA受体介导的反应。当在突触前细胞TBS后,能快速的诱导此类沉默突触转化为功能性突触,并进一步揭示了这种转变需要突触前细胞BDNF/Cdc42信号的参与。为进一步探索这种转变的分子机制,我们用FM4-64标记实验证明了突触前细胞有新的功能性囊泡增加,此过程和Cdc42介导的突触前细胞肌动蛋白微丝(actin)的聚合有关。actin-YFP荧光变化的动态观察实验证实了这种突触前细胞活性依赖的肌动蛋白聚合可以被BDNF及Cdc42信号通路的阻断剂阻断。FM4-64标记的功能性囊泡与突触前囊泡蛋白SNP的共定位实验结果表明,电场刺激(EFS)或BDNF诱导的功能性囊泡增加是因为促进了待释放囊泡库(RRP)处的囊泡成熟。电镜实验进一步直接观察到了神经元突触前末梢位于活性带的待释放囊泡,并证明了待释放囊泡的增加是电活动依赖的。 综上所述,本文发现了一类与传统认识上不同的沉默突触。此种沉默突触既不含NMDA受体、也不含AMPA受体介导的电流,可以被神经元电活动依赖的突触前细胞刺激快速诱导活化,这一快速成熟的过程是由突触前细胞BDNF/Cdc42信号介导的actin聚合而完成。因此,本文揭示了神经发育过程中沉默突触活化的新机制,对进一步研究突触发育以及神经回路的形成具有一定的意义。
Language: 中文
Content Type: 学位论文
URI: http://ir.sibs.ac.cn/handle/331001/2374
Appears in Collections:神经所(总)_学位论文

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Cdc42 信号介导的突触前快速成熟机制研究.沈万华[d].中国科学院上海生命科学研究院,2006.20-25
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