论文部分内容阅读
持续神经活动引起的突触传递效率的长时程增强或减弱(long-termpotentiation or depression，LTP or LTD)是发育中神经环路连接精细修饰的细胞机制，也是成熟个体学习记忆的细胞学基础。LTP在时程上可以分为早期LTP（early-phase LTP, E-LTP;维持1-2小时）和依赖于蛋白合成的晚期LTP（late-phase LTP, L-LTP;维持在3小时以上）。然而，相关机制的研究大多来自于呈现微弱自发神经活动的离体系统，对于在自发神经活动活跃的在体系统中LTP的维持、逆转及其相关细胞分子机制目前仍非常不清楚。在此研究中，通过在体记录爪蟾(Xenopus laevis)蝌蚪的视顶盖的兴奋性突触后电位，我们发现，单次θ脉冲波电刺激(Theta burst stimuli，TBS)诱导生成仅维持1小时的E-LTP。连续三次TBS仍不能诱导稳定的L-LTP，突触传递效率在刺激后2小时内恢复至诱导前的对照水平。然而，以一定的时间间隔给予三次TBS则能有效地诱导生成稳固的L-LTP，其中每次间隔5分钟的三次TBS(3×TBS-S5)诱导的LTP能稳定维持超过3.5小时。这种3×TBS-S5诱导的L-LTP依赖于蛋白合成。在3×TBS-S5诱导LTP后30分钟时间窗口内，短时间随机闪光刺激可以逆转L-LTP，但E-LTP基本不受影响。 更有意义的是，3×TBS-S5诱导的L-LTP不但依赖于TBS诱导时的N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate，NMDA)受体激活，而且依赖于诱导后30分钟特定时间窗的NMDA受体激活。同样，在相同的时间窗口中，利用EGTA-AM将突触后细胞钙离子浓度维持在低水平也可以阻断L-LTP，但不影响E-LTP，提示LTP巩固需要诱导后的突触后NMDA受体介导的钙离子升高。因此，我们的研究揭示在体情况下L-LTP的诱导和巩固需要时间间隔的高频突触活动，并且诱导后一定时间窗内的突触后NMDA受体的激活及其介导的胞内钙离子升高对L-LTP维持至关重要。