突触可塑性与使用依赖性的蛋白更新包括蛋白合成,降解,转运和定位的调控紧密联系。联合应用病毒表达载体系统,荧光成像技术和电生理技术研究泛素蛋白酶体系统(UPS)介导的蛋白降解在活性依赖性的突触可塑性中的作用。我们的主要目的是(1)明确与突触可塑性相关的几种主要的突触后蛋白的降解的时空顺序；(2)了解UPS激活过程所包含的信号级联反应；(3)评价单个树突棘水平蛋白降解的输入特异性程度；(4)明确这些重要的突触后蛋白降解对活性依赖性的突触可塑性的影响。本研究获得以下主要的研究结果：1、UPS抑制剂MG132通过抑制蛋白酶体活性从而破坏海马CA1区晚期LTP的诱导,但不影响晚期LTP的维持。2、晚期LTP诱导后10分钟,蛋白酶体活性增加约50%；1小时后蛋白酶体活性恢复到对照水平。在"Strong before Weak" LTP诱导模式中低强度的刺激也足以增加蛋白酶体的活性,只是增加的程度低于高强度刺激,约20%,与未给刺激的脑片相比具有统计学差异。3、无论是采用‘’Strong before Weak"还是"Weak before Strong" LTP诱导模式,在给予诱导突触标识形成的低强度刺激(weak)时抑制蛋白酶体活性,使接受低强度刺激的突触产生的早期LTP无法延续为晚期LTP。在“Weak before Strong" LTP诱导模式,给予高强度刺激时应用UPS抑制剂可分别抑制两条输入通路的LTP。4、一个重要的发现是：在"Strong before Weak" LTP诱导模式中,给予S2低强度刺激的同时应用MG132抑制蛋白酶体活性,可使已经表达LTP的突触(S1)发生突触异源去长时程增强现象；NMDA受体抑制剂AP5或者钙调磷酸酶PP2B抑制剂cyclosporin A与MG132同时灌流均可逆转MG132所介导的突触异源去长时程增加。另外蛋白合成抑制剂anisomycin也能抑制MG132介导的突触异源去长时程增强。5、L-LTP的诱导可以增加PP2B, PP1的活性；在"Strong before Weak" LTP诱导模式中低强度刺激也足以增加PP2B,PP1的活性,PP2B的活性增加可以被MG132所抑制,但PPl的活性增加不能被应用MG132阻断；磷酸酶PP2B抑制剂可以完全取消PP1活性的增加；PP1抑制剂与MG132联合应用不能取消突触异源去长时程增强。6、成功构建含有eGFP和SPAR融合基因的西门利克森林病毒载体并定向转染成年大鼠海马脑区；与表达eGFP (1.26 spines/μm)的锥体细胞相比,表达eGFP-SPAR (2.67 spines/μm)的CA1区锥体细胞树突棘含量明显增加。7、诱导LTP的强直刺激可以诱导Plk2 mRNA的转录。8、诱导LTP的强直刺激可以使SPAR的荧光强度降低,SPAR荧光强度的降低可以被蛋白酶体抑制剂所阻断,因此SPAR降解是通过泛素蛋白酶体系统进行的；蛋白合成抑制剂anisomycin和CDK5抑制剂roscovitine均能抑制SPAR蛋白荧光强度的降低,我们推测蛋白合成抑制剂可能通过抑制Plk2的合成使SPAR不能磷酸化而抑制其经UPS的降解;而CDK5抑制剂可能通过抑制SPAR蛋白特殊位点磷酸化,使得Plk2无法与SPAR结合而抑制SPAR降解。9、蛋白合成被抑制后,排除激光淬灭的的作用,SPAR蛋白荧光强度仍然有降低,这种荧光强度的降低可被联合应用MG132和NMDA受体阻断剂APV所阻断,而不能被联合应用MG132和roscovitine所阻断,推测在蛋白合成被抑制时,强直刺激可能通过激活NMDA受体参与SPAR蛋白经UPS的降解,但是这种降解是Plk-2非依赖性的。10、蛋白合成被抑制后,过表达eGFP-SPAR的脑片仍然可以诱导出LTP,而过表达eGFP的脑片无法诱导出LTP,可能是由于蛋白合成抑制剂抑制了Plk2合成,SPAR无法被磷酸化,因而不能经UPS降解,提示SPAR在LTP诱导过程中发挥重要作用。