NMDA受体是离子型谷氨酸受体的一种亚型,在许多神经系统的生理功能和病理机制中起着至关重要的作用,如突触可塑性、突触发生、疼痛和兴奋性神经毒性等。研究表明,NMDA受体主要是由2个NR1和2个NR2亚单位装配而成的异四聚体。其中,NR1亚单位有8种转录剪接变体,是形成功能性NMDA受体通道的必需组分,而NR2亚单位则起调节亚单位的作用,包括NR2A-NR2D等4个相关基因。NMDA受体亚单位的组成方式限定了许多对于突触可塑性非常重要的受体属性,特别是NR2亚单位在调节NMDA受体通道的镁离子阻滞的电压依赖性、决定受体通道开放时程的长短等都起着非常重要的作用,并且还决定了NMDA受体可以与不同的细胞内蛋白相互作用,而这些胞内蛋白恰恰在介导NMDA受体的突触定位、受体成簇以及细胞信号转导等诸多属性上都相当重要。NMDA受体的膜表面分布式样和突触定位与突触强度以及不同类型突触可塑性的调节都具有密切关系,而这些受体定位和分布的性质同样也是由组成NMDA受体的NR2亚单位的不同属性决定的,正如以往的研究提示,在成熟神经元中,与含有NR2B亚单位的NMDA受体不同,含有NR2A亚单位的NMDA受体几乎只定位在突触部位,尽管近来也有文献指出突触外也存在含有NR2A亚单位的NMDA受体。另外,有研究提示在突触形成以前,神经元发育的早期膜表面的NMDA受体就以受体簇的形式沿着树突干运输了,因此基于形态描述的受体簇概念并不能完全等同于突触部位的受体,这样既便是利用电生理的方法可能也无法检测到突触外的可能存在的受体簇。由于电生理检测的方法学局限性,对于含有NR2A和NR2B亚单位的NMDA受体膜表面分布式样的系统而全面的形态学分析是非常必要的。在本研究中,我们制备了抗绿色荧光蛋白(green fluorescence protein,GFP)多克隆抗体的Fab片段,并标记上Cy3荧光基团,可以用来直接标记表达在细胞表面的具有GFP标签的NR2A或NR2B亚单位蛋白。由于未与NR1亚单位装配的NR2亚单位滞留在ER上而不能表达于细胞膜表面,我们通过活细胞表面荧光染色转染的NR2亚单位,显示的是分布于细胞或培养海马神经元表面的含有NR2A或NR2B的NMDA受体亚型。结果显示,含有NR2A亚单位的NMDA受体的膜表面分布比含有NR2B亚单位的NMDA受体更倾向于成簇,并且通过相互掉换NR2A和NR2B亚单位的整个胞内C末端,嵌合NR2A胞内C端的NR2B亚单位的膜表面分布变得更容易成簇,而嵌合NR2B胞内段的NR2A亚单位分布却变得弥散。并且,这种NR2A亚单位胞内C末端决定的表面NMDA受体成簇特征并非完全依赖于NR2亚单位C末端的PDZ结合功能域。进而,我们还发现在成熟神经元中突触后支架蛋白PSD-95选择性地与含有NR2A的NMDA受体簇共定位,而同一家族的另外一种蛋白SAP-102与含有NR2A亚单位或NR2B亚单位的NMDA受体簇共定位却不存在选择性。然而,NR2亚单位中与这些支架蛋白相结合的功能区却无法直接解释NR2A与PSD-95蛋白之间的这种特异性的相互作用。另外,在神经元发育的早期,NR2A亚单位的提前过表达可以促进PSD-95蛋白的提前成簇。综上所述,我们的结果显示,含NR2A的NMDA受体亚型成簇分布,而含NR2B的NMDA受体亚型则以弥散分布为主,并且NMDA受体成簇分布的特征是由NR2A亚单位的胞内段决定的,且并没有明显的C末端PDZ结合域的依赖型。同时,与NR2B-NMDA受体亚型相比,突触后支架蛋白PSD-95与膜表面NR2A-NMDA受体亚型具有一定的选择选择性共定位关系,但似乎不依赖于NR2A与PSD-95之间通过PDZ的结合,而SAP102与NR2A-和NR2B-NMDA受体的共定位却无明显的选择性。最后我们的结果显示NR2A的表达可以诱导PSD-95的成簇分布。