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突触传递长时程增强（Long-term potentiation，LTP）是学习和记忆形成的重要生理学基础。研究发现，AMPA受体向突触后的转运是LTP发生的重要分子机制，AMPA受体GluA1亚基及蛋白激酶C（PKC）对GluA1羧基末端Ser818位点的磷酸化在AMPA受体转运中发挥重要作用。LTP诱导以后，突触后NMDA受体开放，信号通路CaMKII－Ras－PI3K能够被激活并调控AMPA受体向突触后转运。PI3K的产物PI-3,4,5-trisphosphate (PIP3)在多种形式的可塑性中发挥作用，它能够结合并激活特殊型PKC（atypical PKC，aPKC），但我们不清楚PI3K是否能够通过激活aPKC调控GluA1Ser818磷酸化进而促进AMPA受体转运上膜，这一问题值得深入探究。PKC家族至少存在10种成员，分为三种类型：传统型PKC（conventional PKC，cPKC）、新型PKC（novel PKC，nPKC）以及aPKC。cPKC和nPKC的激活需要Ca2+和/或diacylglycerol（DAG）的作用。aPKC包括三个成员：PKCλ、PKCζ和PKMζ，而在海马中仅表达PKCλ、PKMζ。PKCλ的激活需要PI3K的产物PIP3。PKMζ在结构上缺失了调节亚基，它自合成以后就具有了催化活性。早期研究表明PKMζ能够在LTP的维持阶段以及记忆的维持中发挥作用，然而值得注意的是，过去有关PKMζ的研究多使用zeta inhibitory peptide （ZIP）作为PKMζ特异性的抑制剂， ZIP的序列（myr-SIYRRGARRWRKL）与PKCλ的假底物序列也是完全相同的，因此它也可能抑制PKCλ。最近研究发现，aPKC的衔接蛋白p62能够与AMPA受体结合，当p62knock-out （KO）以后，AMPA受体GluA1亚基Ser818位点磷酸化水平降低，AMPA受体在膜上表达减少，LTP的表达被阻断。由于PKMζ缺少调节亚基，不能与p62结合，在海马锥体神经元中仅有一种aPKC－PKCλ能够通过p62与AMPA受体结合，这提示p62作为衔接蛋白很可能与PKCλ及AMPA受体形成三聚体，调控了GluA1亚基Ser818位点磷酸化以及AMPA受体在膜上的表达。这些研究提示PKCλ很可能在LTP中发挥至关重要的作用。为了研究PKCλ在LTP中的功能，我们结合应用了多种实验方法。首先，我们将包装了EGFP-PKCλ-shRNA的rAAV2/1病毒立体定位注射进入大鼠背侧海马CA1区域。两到三周以后，取急性分离海马脑片。在使用蛋白免疫印迹方法确认PKCλ-shRNA能够干扰PKCλ表达以后，我们全细胞封接CA1锥体神经元记录兴奋性突触后电流（excitatory postsynaptic currents, EPSCs）。我们发现，在PKCλknock-down（KD）以后，由配对电刺激以及PI3K激动剂740Y-P诱导的LTP受到阻断。而作为对照，PKCλ-scrambled-shRNA（PKCλ-scr-shRNA）却不影响由配对电刺激和PI3K激动剂诱导的LTP。并且更重要的是，当进一步转入经过沉默突变（silent mutations）以对抗PKCλ-shRNA干扰的mutant PKCλ基因（mt-PKCλ）以后，神经元又能够正常表达LTP。与此同时，我们开展了药理学实验，我们用PKCλ抑制剂Myr-aPKC-PS (即ZIP)阻断PKCλ活性，此时由配对电刺激以及PI3K激动剂诱导的LTP同样被阻断。这些结果提示PKCλ对于LTP正常表达至关重要。其次，我们在原代培养海马锥体神经元上开展了一系列实验，包括免疫荧光实验（immunofluorescence）、标准膜生物素化分析实验（standard surface biotinylationassay）以及电生理记录自发电流mEPSCs （miniature excitatory postsynapticcurrents）实验，我们发现PKCλ能够在PI3K下游调控AMPA受体向突触后转运。第三，为了寻找PKCλ在LTP中发挥作用的分子机制，我们进一步用蛋白免疫印迹的方法寻找PKCλ可能存在的磷酸化靶点。我们发现，PKCλ在PI3K下游能够促进AMPA受体GluA1Ser818位点磷酸化，而GluA1Ser831位点磷酸化却不受影响。最后，我们设计了两个短肽用来分别打断骨架蛋白p62与PKCλ的结合以及p62与GluA1的结合，这两个短肽都能阻断AMPA受体向突触后转运以及LTP的表达，这表明p62可能作为衔接蛋白将PKCλ连接到GluA1上从而促进其磷酸化以及向突触后的转运。综上所述，我们研究发现PKCλ对LTP的表达至关重要，它能够在PI3K下游促进AMPA受体GluA1亚基Ser818位点磷酸化，并且能够促进AMPA受体向突触后转运；我们结果还提示，p62作为骨架蛋白能够将PKCλ衔接至AMPA受体，从而促进AMPA受体磷酸化以及向突触后转运。