GABA-,A-和甘氨酸受體之間交互作用模式與受體表達量之間關系的研究.pdf

1、神經(jīng)抑制對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能是重要的。過多的神經(jīng)抑制會引起知覺喪失和昏迷；太少的神經(jīng)抑制會導致癲癇。因此，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)抑制必須被精確的調(diào)控。γ氨基丁酸 A 型受體和甘氨酸受體是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的兩種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)受體，它們屬于結構和功能上不同的配體門控通道家族，并且都通透氯離子，而且廣泛的分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中。在成年動物，激活 GABA<,A>受體和甘氨酸受體會導致氯離子內(nèi)流和一個超極化的神經(jīng)反應。這種 GABA<,A>受

2、體和甘氨酸受體介導精確的神經(jīng)抑制對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能起重要的作用，如脊髓的痛覺信息傳遞和節(jié)律性運動，以及大腦的聽覺信息加工。 本研究使用皮層，下丘和脊髓神經(jīng)元培養(yǎng)技術、質(zhì)粒的轉化和轉染技術及電生理記錄方法研究了這三個區(qū)域GABA<,A>和甘氨酸受體之間的對話模式及其可能的生理功能。作者發(fā)現(xiàn)，GABA<,A>和甘氨酸受體之間的對話與區(qū)域相關和受體表達水平相關，同時討論了區(qū)域特異性的交互抑制的功能意義和機制。 1．中

3、樞神經(jīng)系統(tǒng)的區(qū)域特異性的 GABA<,A> 和甘氨酸受體之間對話的研究本實驗中，作者利用全細胞膜片鉗方法檢測了皮層，下丘和脊髓三個區(qū)域的神經(jīng)元上 GABA<,A>和甘氨酸受體之間的對話。結果顯示，激活 GABA<,A>和甘氨酸受體導致區(qū)域特異性的相互抑制，即在這三個區(qū)域這兩種受體之間對話的模式是不一樣的。在培養(yǎng)的大鼠下丘和脊髓神經(jīng)元中，這兩種受體間的交互抑制分別是對稱性的和非對稱性的交互抑制模式，然而對稱性的和單向的交互抑制被發(fā)現(xiàn)在皮層

4、神經(jīng)元中。因此，作者的研究結果提供了新的證據(jù)證明這兩種受體之間的對話在不同的區(qū)域表現(xiàn)出不同的模式。 2．受體相對表達水平?jīng)Q定了這種區(qū)域特異性的 GABA<,A>和甘氨酸受體間的對話通過研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的三個不同區(qū)域的 GABA<,A>和甘氨酸受體間的對話，進一步分析了這些不同的交互抑制模式的神經(jīng)元上飽和濃度激動劑激活的甘氨酸受體和 GABA<,A>受體所引起的電流比值，作者發(fā)現(xiàn)電流比值從單向的、對稱性的到非對稱性交互抑制模式

5、，是逐漸上升。結果表明這種交互抑制的模式和受體表達相對水平存在正相關性。此外，通過轉染甘氨酸受體α亞基在培養(yǎng)的下丘神經(jīng)元上提高甘氨酸受體表達，結果發(fā)現(xiàn)甘氨酸受體和 GABA<,A>受體所引起的電流比值顯著性的增加，并且交互抑制的模式也從對稱性的轉變?yōu)榉菍ΨQ性的或單向的交互抑制。研究結果表明功能性的甘氨酸受體和 GABA<,A>受體相對的表達水平?jīng)Q定了區(qū)域特異性的交互抑制模式。因此，結果提示了 GABA<,A>和甘氨酸受體間的相互對話通過

6、受體的表達水平區(qū)域性的被調(diào)節(jié)，提供了精確的控制神經(jīng)抑制性選擇性的機制。 3．GABA<,A>和甘氨酸受體間的交互抑制的功能研究此外，作者研究了培養(yǎng)的突觸耦連的下丘神經(jīng)元檢測 GABA<,A>和甘氨酸受體間的相互作用可能參與對 GABAergic 神經(jīng)傳遞調(diào)節(jié)。胞外應用 30 μM 甘氨酸激活了甘氨酸受體抑制了 GABAergic 神經(jīng)傳遞，GABAergic 神經(jīng)傳遞的幅度和頻率都被部分或完全的抑制了。相似的，胞外應用 50

7、μM 甘氨酸激活了甘氨酸受體完全抑制了下丘神經(jīng)元上 GABAergic 神經(jīng)傳遞。甘氨酸受體和 GABA<,A>受體共定位同一個突觸，甘氨酸和 GABA 共釋放，以及甘氨酸從 Glycinergic 突觸溢出到 GABAergic 突觸為這兩種受體相互對話提供生理條件，從而 GABA<,A>和甘氨酸受體間的相互對話可能參與對神經(jīng)抑制精確的調(diào)控。 本工作的創(chuàng)新在于：1) 在培養(yǎng)下丘神經(jīng)元上研究了 GABA<,A> 和甘氨酸受體間

8、的相互對話，在下丘神經(jīng)元上發(fā)現(xiàn)了一種不同以前報道的新穎的受體間對話模式：雙向的、對稱性的交互抑制。2) 通過細胞培養(yǎng)和神經(jīng)元原代轉染技術，研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)中三個不同的區(qū)域神經(jīng)元上 GABA<,A> 和甘氨酸受體間的相互對話，發(fā)現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中區(qū)域特異性的交互抑制模式主要是這兩種受體相對表達水平?jīng)Q定。從而，本研究揭示了 GABA<,A>和甘氨酸受體間的相互對話區(qū)域特異性的機制。3) 此外，作者研究發(fā)現(xiàn)激活甘氨酸受體抑制 GABAergic