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在哺乳动物复杂的神经网络中,突触是信息传递的枢纽,其突触传递效能的持续性变化被称为突触可塑性(synaptic plasticity)。长时程增强(long-termpotentiation,LTP)和长时程抑制(long-term depression,LTD)现象是两种经典的突触可塑性形式,被视作学习和记忆可能的物质基础,得到了广泛地关注。其中,海马CA1区谷氨酸能突触处的LTP和LTD目前研究得最为广泛。
α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid(AMPA)受体作为介导兴奋性谷氨酸能突触基础传递的主要受体,是海马CA1区LTP和LTD正常表达的必要条件。近期的研究表明,AMPA受体通过胞吞、胞吐及侧向移动等方式在细胞膜和细胞内进行着持续地循环。因此,通过调节AMPA受体的上、下膜,进而影响突触后膜上AMPA受体的数量,便能对LTP和LTD产生影响。
在本研究中,我们利用生物信息学的手段,以AMPA受体为靶点,设计出了旨在特异阻断LTP或LTD的多肽。运用离体脑片全细胞记录方式,在海马CA1区证明了干扰肽Pep-A2能够特异地阻断LTP而不影响LTD,Pep-A3能够特异地阻断LTD而不影响LTP。并初步探究了其关键的作用位点,为进一步理解LTP和LTD具体的分子机理打下了基础。
成瘾作为异常的学习记忆过程,势必涉及到突触可塑性的变化。而特异性地阻断LTP和LTD,对药物成瘾效果的影响却鲜有报道(Wang YT,2007)。在另一部分工作中,我们采用穿膜肽Tat-A2和Tat-A3,在吗啡条件化位置偏爱(morphine conditioned place preference,morphine CPP)模型小鼠的测试前进行系统给药,结果发现两种干扰肽均能阻断或损伤其CPP的表达过程。这一现象,提示我们LTP和LTD在条件化位置偏爱的表达过程中都是不可或缺的,同时也为人们更好地理解成瘾过程的机理,及开发专一有效的治疗药物提供了新的思路。