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Nat Neurosci:东南大学加正平课题组发表可塑性和学习记忆的决定性调控研究

摘要 : 2017年12月11日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下脑科学领域国际顶级期刊《Nature Neuroscience》杂志在线发表了东南大学生命科学研究院加正平研究组和加拿大多伦多大学Graham L. Collingridge教授研究组合作的一篇研究论文

2017年12月11日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下脑科学领域国际顶级期刊《Nature Neuroscience》杂志在线发表了东南大学生命科学研究院加正平研究组和加拿大多伦多大学Graham L. Collingridge教授研究组合作的一篇研究论文,论文题为“内源GluA1和GluA2的C尾差异性调节海马突触可塑性及学习过程”(The C-terminal tails of endogenous GluA1 and GluA2 differentially contribute to hippocampal synaptic plasticity and learning)。周子凯副教授、刘安博士、夏淑婷等为论文共同第一作者,加正平教授和Graham L. Collingridge教授为论文共同通讯作者。

学习与记忆是大脑认知功能的基本表现形式。发现、解析参与介导学习与记忆的细胞、分子基础不仅是一个重要的科学问题,也是人们治疗认知功能障碍相关脑疾病或增强健康人脑功能的前提。AMPA型谷氨酸受体介导了脑内绝大部分的快反应兴奋性突触传递,因此AMPA受体在突触可塑性及学习与记忆中的作用长期以来一直是脑科学研究的重点和热点。

以往该领域内的海量研究大都采用了体外组织或细胞培养、干扰小肽、转染或病毒介导的外源蛋白表达等技术手段。但基于上述研究方式研究所得出结论是否能适用于内源性AMPA受体一直存疑。此外,先前报道的若干AMPA受体亚基敲除小鼠品系由于其基础水平的运动能力有缺陷,无法进行学习与记忆的行为学检测。本研究建立了GluA1和GluA2这两种重要的AMPA受体亚基的C段尾部互换(swap)的转基因小鼠,通过检测发现C尾互换的小鼠基础突触传递和基本行为学正常。但内源性GluA1 C尾和GluA2 C尾的存在分别是海马长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)的充分必要条件。水迷宫和情境恐惧记忆测试结果发现内源性GluA1 C尾和GluA2 C尾也分别在空间和情境的学习记忆起重要作用。这一成果表明大脑中AMPA受体不同亚基对于突触可塑性和不同种类的学习记忆的决定性调控作用。

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原文链接:

The C-terminal tails of endogenous GluA1 and GluA2 differentially contribute to hippocampal synaptic plasticity and learning

原文摘要:

Long-term potentiation (LTP) and depression (LTD) at glutamatergic synapses are intensively investigated processes for understanding the synaptic basis for learning and memory, but the underlying molecular mechanisms remain poorly understood. We have made three mouse lines wher the C-terminal domains (CTDs) of endogenous AMPA receptors (AMPARs), the principal mediators of fast excitatory synaptic transmission, are specifically exchanged. These mice display profound deficits in synaptic plasticity without any effects on basal synaptic transmission. Our study reveals that the CTDs of GluA1 and GluA2, the key subunits of AMPARs, are necessary and sufficient to drive NMDA receptor–dependent LTP and LTD, respectively. In addition, these domains exert differential effects on spatial and contextual learning and memory. These results establish dominant roles of AMPARs in governing bidirectional synaptic and behavioral plasticity in the CNS.

来源: Nature Neuroscience 浏览次数:0

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