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目的:钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(Calcium/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)可以调节神经元的兴奋性,调节突触传递和突触可塑性,影响突触发生和树突轴突的形成,调节神经递质的合成和释放,影响细胞骨架的相互作用以及糖原代谢,影响细胞凋亡,影响细胞增殖和基因表达,诱导长时程增强,在神经元的发育和成熟,海马的成熟以及学习记忆活动中发挥重要作用。在体内,CaMKⅡ可以与N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor,NMDARs)进行连接,其中,CaMKⅡ与N-甲基-D-天冬氨酸受体亚单位2B(N-methyl-D-aspartate receptor subunit2B,NR2B)的相互作用是突触可塑性所必需的,在树突轴突的形成,突触连接的建立,突触的形成和成熟中发挥重要作用。近来有研究者在蛋白水平和mRNA水平上对CaMKⅡ和NMDARs的表达进行了研究,但CaMKII和NMDARs在生后海马各亚区的时空分布模式仍缺乏细致研究,且CaMKII和NMDARs的关系仍存在争议。本研究主要是探讨CaMKⅡ与N-甲基D-天冬氨酸受体亚单位2B(N-methyl-D-aspartate receptor subunit2B,NR2B)在Wistar大鼠海马生后发育过程中的表达变化,有助于理解CaMKⅡ与突触蛋白之间紧密的功能联系,进而为深入探讨某些神经退行性疾病的发病机制和治疗提供重要的解剖学研究资料。
方法:应用免疫荧光方法检测CaMKⅡ与NR2B在生后不同时期P0(出生当天)、P4、P7、P10、P14、P21、P28、P56(分别代表出生4,7,10,14,21,28,56d)大鼠海马CA1区、CA3区以及齿状回(DG)中的表达情况。利用双重免疫荧光染色方法,进一步探讨CaMKⅡ和NR2B的相互作用。
结果:
1、在生后大鼠海马结构各区CaMKⅡ的表达在整个观察时段内随发育进程逐渐增强。
2、在生后大鼠海马结构各区NR2B的表达在整个观察时段内随发育进程逐渐减弱。
3、在生后大鼠海马结构各区CaMKⅡ的表达高峰期集中在P10,而NR2B的表达低谷期则集中在P10。
4、在生后大鼠海马CA1区和DG,CaMKⅡ的表达与NR2B的表达呈负相关。
5、CaMKⅡ与NR2B在CA3区的表达高于在CA1区以及DG的表达。
6、P21后,CaMKⅡ在CA3区透明层的表达较高。
结论:
1、CaMKⅡ与NR2B与生后海马神经元的突触发育密切相关。CaMKⅡ与NR2B在大鼠生后海马的表达具有特异性的时空分布模式,且此发育模式与发育过程中突触可塑性以及学习记忆活动关系密切。
2、CaMKⅡ与NR2B对生后大鼠海马突触的形成和成熟具有重要的作用;CaMKⅡ和NR2B与生后大鼠海马CA1、CA3区和DG的不同的突触可塑性密切相关,且CA3区比CA1区以及DG具有更强的突触可塑性。
3、CaMKⅡ在CA3区透明层的高表达可能与其突触结构的大量建立密切相关。