小脑浦肯野细胞长时程突触可塑性若干分子机制的研究

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1、浙江大学医学院博士学位论文小脑浦肯野细胞长时程突触可塑性若干分子机制的研究姓名：苏立达申请学位级别：博士专业：神经生物学指导教师：沈颖20090401浙江大学博士学位论文中文摘要小脑浦肯野细胞长时程突触可塑性若干分子机制的研究浙江大学医学院博士研究生导师神经生物学苏立达沈颖教授中文摘要突触作为神经元之间的接触点和信息交流场所，被认为是学习记忆发生的主要位点。突触传递效能存在可调节性，被称为突触可塑性，能够维持数小时以至数天。已有广泛的研究表明突触可塑性如长时程增强和长时程抑制可以作为学习和记忆机制的细胞模型。浦肯野细胞(Purkinjecell，PC)接受攀援纤维(climbingfibe

2、r，CF)和平行纤维(parallelfiber，PF)的输入，并抑制小脑的输出神经元一深核细胞，是小脑突触可塑性的主要产生位点，并且已经证明参与了许多生理过程。在本论文中，我们针对影响PC突触可塑性的多种信号分子进行了研究。PC上有丰富的兴奋性氨基酸转运体4(EAAT4)，已有研究表明它可以调节突触间的谷氨酸浓度，但其作用机制尚不清楚。在CF—PC突触，EAAT4和代谢性谷氨酸受体1(mGluRl)在突触后区域表达分布的非常近，提示了EAAT4有可能参与调节mGluRl的激活。通过施加谷氨酸转运体抑制剂DL．TBOA和D．Aspartate，观察了E丸订4对mGluRl的作用。结果发现抑

3、制E丸虹4可以显著延长由CF刺激所产生的AMPA受体EPSC，而抑制谷氨酸的摄取增强了依赖于mGluRl的CF．PC突触的LTD。CF．PC突触在低频刺激下不能产生LTD，而阻断EAAT4则恢复了LTD。因此首次证实EAAT4显著影响了mGluRl依赖性的小脑LTD。最近研究表明AMPA受体到达和离开突触的运输过程是形成突触可塑性的关键分子事件．本实验室的合作研究表明ICA69是PICKl复合体的主要成分，PICKl和ICA69通过BAR结构域的相互作用对于AMPA受体的运输非常重要。Tl浙江人学博士学位论文中文摘要因此我们制备了ICA69的融合蛋白，可以直接促进ICA69和PICKl的结

4、合。实验中将MBP．ICA69和MBP空载蛋白加入到电极内液中，分别作为实验组和对照组，观察促进了ICA69与PICKl的结合后PF．PC突触LTD受到的影响。本论文的结果首次提示在ICA69与PICKl间形成有效的dimer后，PF．PC的突触可塑性被阻断。Niemann．PicktypeC(NPC)病是一种染色体退行性人类脑疾病，病人大多在未成年时死亡。一般认为NPC小鼠的胶质细胞ATP分泌受到了影响。我们测定了3周龄小鼠的PC突触可塑性，结果发现PF．PC的突触可塑性被阻断。说明NPC转基因动物中，由于突触前腺苷受体受到抑制，可以影响LTD的表达。酒精摄入对运动功能有极大的影响，其机

5、制主要是影响了小脑的功能，但是其具体作用机制尚不清楚。在本论文研究中，我们初步检测了酒精对于小脑突触可塑性的影响，实验结果表明酒精可以影响PF．PC突触LTD的表达。概括起来，本论文的研究初步分析了PC中多种信号分子对于突触可塑性的影响，实验结果填补了国际神经科学界对于PC研究的部分空白，提供了进一步的细胞分子机制以更好地理解PC的功能。关键词：小脑；浦肯野细胞；突触可塑性；长时程抑制；兴奋性谷氨酸转运体；ICA69；NPC；酒精III浙江大学博士学位论文英文摘要Investigationsofmolecularmechanismsinvolvedinlong—termsynapticpl

6、asticityofcerebellarPurkinjecellZhejiangUniversitySchoolofMedicineNeurobiologyCandidateforPhDSupervisorAbstractSuLi—daShenYingAsthemajorcontactpointandcommunicationplacebetweenneurons，thesynapseisregardedasthelocationwherelearningandmemoryhappen．Synaptictransmissionismodulatablebyaphenomenoncalled

7、synapticplasticity,whichcouldpersistforhoursevendays．Extensivestudiesindicatedthatsynapticplasticity,suchaslong-termpotentiationorlong-termdepression，isthecellularbasisforlearningandmemory．Purkinjecells(PCs)recei