AMPA受体亚基GluA4在脑功能和神经精神疾病中的作用

AMPA受体(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor,AMPAR)亚基GluA4在不同脑区、不同类型细胞的表达具有时间特异性,GluA4同四聚体受体具有高Ca2+通透性和亚毫秒级的门控动力学,是快速突触反应和高保真神经传递的基础,在神经环路形成及神经信息传递等脑功能中发挥重要作用。越来越多的研究表明,GluA4表达异常可能会扰乱神经环路的放电节律,阻碍神经信息传递以及损害学习记忆,导致癫痫、阿尔茨海默病等神经精神疾病的发生。本文对GluA4在脑正常生理功能和抑郁症、阿尔茨海默病、精神分裂症、癫痫等神经精神疾病中的作用进行综述。

对香豆酸改善嗅球切除小鼠抑郁样行为及其AMPA受体机制

目的探索对香豆酸(p-coumaric acid,p-CA)对嗅球切除小鼠抑郁样行为的作用及其可能机制。方法采用嗅球摘除术建立小鼠嗅球切除(olfactory bulbectomy,OBX)模型,分别采用旷场测试观察小鼠活动度,强迫游泳测试和悬尾测试检测小鼠抑郁样行为。结果OBX小鼠强迫游泳和悬尾测试中抑郁样行为及旷场测试中激越行为显著性增加,而p-CA改善了OBX小鼠强迫游泳和悬尾测试中的抑郁样行为及旷场测试中的激越行为。此外,AMPA受体拮抗剂NBQX处理阻断了p-CA的这种改善作用,AMPA受体激动剂CX546处理增强了p-CA的这种改善作用。结论P-CA改善OBX小鼠抑郁样行为,AMPA受体可能介导了此作用。

产前应激对子代大鼠海马CA1区AMPA受体表达的影响

目的探讨产前应激对子代大鼠海马CA1区AMPA受体蛋白表达的影响。方法建立产前应激模型,随机选取子代以强迫游泳实验验证抑郁样行为,并通过免疫组化技术观察产前应激对子代大鼠海马CA1区AMPA受体蛋白表达的差异。结果强迫游泳结果发现,产前应激可明显增强子代大鼠的不动时间,表现出明显的抑郁样行为;并且产前应激可导致子代大鼠海马CA1区GluA1-3亚基表达降低,但是对GluA4亚基表达没有影响。结论产前应激导致子代大鼠抑郁样行为与GluA1-3亚基表达降低有关。

AMPA受体转运及其调控的分子机制

α-氨-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionic acid receptors,AMPA receptors)介导中枢神经系统(CNS)绝大多数快兴奋性突触传递,在学习、记忆和认知等方面具有重要功能.突触AMPA受体的数量、分布和亚基组成是调节突触传递强度的一个主要机制,与AMPA受体转运密切相关.最新研究显示,异常的AMPA受体转运与阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)、脆性X综合征(fragile X syndrome,FXS)等神经疾病有关.本文主要针对AMPA受体转运及其调控的分子机制做一综述,以期为AD、FXS等神经疾病提供新的治疗靶点和途径.

AMPA受体正向调节剂ampakines的研究进展

Ampakines是研究最成熟的一类AMPA受体正向调节剂,目前已开展的适应证研究涵盖呼吸抑制和精神神经疾病等多个领域。以CX516和CX546为工具化合物进行研究发现,ampakines可分为“高效能ampakines”和“低效能ampakines”,该两类化合物在化学结构、对受体动力学影响、促受体配体结合、促组织突触传递、神经营养因子调控、副作用方面表现出不同性质。从现状来看,低效能ampakines由于其安全性高、耐受性好等优点,其临床应用前景显著优于高效能ampakines。本文对ampakines两类化合物的上述性质作一综述。

AMPA受体和相关蛋白在束缚应激大鼠相关脑区的表达变化及逍遥散对其影响

目的:观察海马及杏仁核α-氨基羟甲基恶唑丙酸(AMPA)受体亚基和相关调节蛋白在束缚应激状态下蛋白表达变化及逍遥散的调节作用。方法:使用每天捆绑3 h的方法制作慢性束缚应激动物模型,并用逍遥散进行干预,分别于7 d后和21 d后用Western blot方法检测各组大鼠海马CA1区、CA3区、齿状回(DG)和杏仁核的AMPA受体亚基GluR2/3及N-乙基顺丁烯二酰亚胺敏感性的融合蛋白(NSF)、PKC作用蛋白1(PICK1)蛋白表达的情况。结果:7 d应激可使DG和杏仁核的GluR2/3、NSF表达显著降低(P均<0.05),使PICK1在CA1区的表达量显著增多(P<0.05),逍遥散对PICK1变化显示出一定调节作用。21 d应激可使CA1区的GluR2/3、NSF表达升高,其中GluR2/3有显著性差异(P<0.01),而在杏仁核表达有降低趋势,逍遥散对其均有显著调节作用(均为P<0.05),21 d应激使杏仁核PICK1表达量出现升高趋势,逍遥散可显著降低其表达(P<0.05)。结论:AMPA受体在短期重复应激和慢性应激状态下反应不同,海马和杏仁核反应相反,逍遥散对慢性应激状态下AMPA受体表达的调节作用较短期重复应激强。

AMPA对吸入麻醉药催眠、镇痛作用的影响

目的探讨AMPA(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isox-azolepropionic acid,AMPA)对吸入麻醉药恩氟烷、异氟烷、七氟烷催眠、镇痛作用的影响。方法建立小鼠腹腔注射吸入麻醉药催眠、镇痛模型,在催眠和热板法实验中分别观察侧脑室(intracerebroventricular,icv)或鞘内(intrathecal,it)注射不同剂量的AMPA对小鼠睡眠时间(sleep time,ST)和热板法痛阈值(pain threshold in hot-plate test,HPPT)的影响。结果催眠实验中,AMPA50、75、100ng组的ST与aCSF组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。镇痛实验中,aCSF及AMPA0.25、0.5、1.0ng it对正常对照组小鼠的HPPT均无影响(P>0.05)。AMPA0.25、0.5、1.0ng it剂量依赖性地降低吸入麻醉药镇痛小鼠的HPPT(P<0.05或P<0.01)。结论脑内的AMPA受体与吸入麻醉药恩氟烷、异氟烷、七氟烷催眠作用的关系不大,脊髓的AMPA受体参与了吸入麻醉药恩氟烷、异氟烷、七氟烷的镇痛作用。

应激性抑郁样行为发生中海马5-羟色胺1A受体的作用及其对NMDA受体和AMPA受体的调节

为探讨慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)诱发抑郁样行为发生中海马5-羟色胺1A受体(5-hydroxytryptamine receptor 1A,5-HT1AR)表达与作用,及其对谷氨酸N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受体和α-氨基羟甲基异恶唑丙酸(α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid,AMPA)受体的影响。通过建立CUMS动物模型,给应激抑郁模型大鼠海马微量注射5-HT1A受体激动剂、给正常大鼠海马微量注射5-HT1A受体拮抗剂,测量大鼠体重变化率,并采用糖水偏爱测试、旷场实验和悬尾实验等方法对大鼠进行行为学检测,运用Western blot和ELISA方法检测大鼠海马组织中5-HT1AR和NMDAR和AMPAR的关键亚基的表达以及磷酸化水平。结果显示,与对照组相比,CUMS组大鼠表现出抑郁样行为,海马5-HT1AR、AMPA受体的GluR2/3亚基表达及磷酸化明显降低,NMDA受体的NR1和NR2B亚基表达及磷酸化显著增加;正常大鼠海马微量注射5-HT1A受体拮抗剂WAY100635,动物行为学表现及AMPA受体、NMDA受体表达及磷酸化水平均与CUMS组相同;注射5-HT1A受体激动剂8-OH-DPAT能逆转应激诱导的上述改变。以上结果表明,CUMS诱发抑郁样行为与海马5-HT1AR表达下降,AMPAR表达量及磷酸化水平降低,NMDAR表达量及磷酸化水平升高有关。5-HT通过5-HT1AR产生抗抑郁作用。5-HT1AR激动剂抗抑郁作用与降低NMDAR表达量及磷酸化水平,提高AMPAR表达量及磷酸化水平密切相关。

缺氧所致神经元AMPA受体的结构组成及功能变化

目的 探讨缺氧损伤后神经元膜表面谷氨酸AMPA受体亚单位 (GluRs)含量、受体结构组成、功能的变化及其在Ca2 + 超载和延迟性细胞死亡中的作用。方法 建立神经元缺氧损伤模型 ,采用PI染色、双重免疫荧光标记和细胞比色分析技术定量观察神经元死亡和膜表面GluRs含量变化 ,采用Fura 2法测定胞内Ca2 + 含量 ,以膜片钳技术检测微兴奋性突触后电流 (mEPSCs)的变化。结果 伤后胞内Ca2 + 含量和神经元死亡数量明显高于对照组 ;膜表面GluR2含量及含GluR2的突触数目显著减少 (P <0 .0 5 ) ,而GluR3含量较对照组则显著升高 (P <0 0 5 ) ;缺乏GluR2的AMPA受体通道对Ca2 + 有很高的通透性。结论 缺氧可致神经元膜表面AMPA受体的结构组成发生变化 ,缺乏GluR2的受体通道数目增加 ,介导了Ca2 + 的快速内流 ,引起神经元的延迟性死亡。

海仁酸致痫大鼠海马组织AMPA受体GluR2表达的变化

目的 为了研究AMPA受体在癫痫发生中的作用。方法 本研究用免疫组织化学方法观察了海仁酸致痫大鼠海马组织AMPA GluR2受体的表达变化。结果 在侧脑室注射海仁酸后 1h ,4h ,12h ,2 4h及 7d ,大鼠海马CA3区及齿状回GluR2的表达明显减弱 ,显微图像分析 :与对照组相比 ,KA 4h ,KA 12h ,KA 2 4h ,KA 7d组大鼠海马组织GluR2阳性神经元平均光密度值降低 ,差异有显著性 (P <0 0 5 )。结论 在癫痫发作过程中AMPA受体 GluR2亚单位表达改变可能与癫痫发作导致的神经元损伤有密切关系。

AMPA受体介导氯胺酮抗抑郁大鼠海马BDNF及TrkB变化

目的观察α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑(AMPA)受体介导氯胺酮抗抑郁过程中大鼠海马脑源性神经营养因子(BDNF)及酪氨酸受体激酶B(TrkB)的表达变化。方法 80只Wistar雄性大鼠随机均分为八组:第一部分包括二甲基亚砜(DMSO)+生理盐水(V1组)、DMSO+氯胺酮(V2组)、AMPA受体阻断剂(NBQX)5mg/kg+氯胺酮(N5组)、NBQX10mg/kg+氯胺酮(N10组);第二部分包括DMSO+酒精+生理盐水(V3组)、DMSO+酒精+氯胺酮(V4组)、AMPA受体激动剂(CX546)1mg/kg+生理盐水(C0组)、CX5461mg/kg+氯胺酮组(C1组)。干预前1d大鼠强迫游泳15min,干预当天分别进行DMSO、NBQX及CX546预处理,30min后给予1ml生理盐水或氯胺酮10mg/kg。第2次给药后30min强迫游泳,记录5min内不动时间,随后取海马组织检测BDNF及TrkB表达。结果与V2组比较,N5组及N10组大鼠强迫游泳不动时间增加,海马BD-NF、TrkB表达减少(P<0.05)。与V4组比较,C1组大鼠强迫游泳不动时间减少,海马BDNF、TrkB表达增加(P<0.05)。结论 AMPA受体介导氯胺酮抗抑郁作用,这可能与海马组织中BDNF和TrkB表达上调有关。

Tau蛋白过度磷酸化对突触后膜AMPA受体数量及功能的影响

目的 探讨大鼠Tau蛋白过度磷酸化对突触后膜AMPA受体数量及功能的影响.方法 原代培养新生SD大鼠海马神经元,将编码红色荧光蛋白DsRed的质粒（标记树突棘）和绿色荧光蛋白GFP标记的P301L突变的人类Tau蛋白基因共转染到5～7d的原代培养大鼠海马神经元内持续培养,编码DsRed的质粒和野生型GFP-Tau共转染为对照.以神经活细胞实时图像成像分析Tau蛋白易位过程.以免疫组化分别检测各组Tau蛋白的表达及AMPA受体数量改变.结果 野生型GFP-Tau蛋白组只出现在树突上,GFP-P301L突变组Tau蛋白广泛出现于树突棘上;与野生型组相比,GFP-P301L突变组Tau蛋白表达水平显著增加（P＜0.01）,AMPA受体数量显著减少（P＜0.01）.结论 Tau蛋白过度磷酸化可能通过显著减少AMPA受体数量,导致AMPA受体在突触后膜上的运输失常,造成认知功能的障碍.

AMPA受体正向变构调节剂的研究进展

AMPA受体是离子型谷氨酸受体中重要的一类亚型,在中枢神经系统中发挥重要作用,是治疗神经精神系统障碍性疾病的重要靶点,受到越来越多学者的关注。AMPA受体正向变构调节剂成为治疗上述疾病的药物研发的热点。对近年来小分子AMPA受体正向变构调节剂的研究进展进行了综述。

AMPA和KA受体通道的分子结构及功能特性

近期的克隆研究证实，尽管α－氨基－３－羧基－５－甲基异唑－４－丙酸（ＡＭＰＡ）和红藻氨酸（ＫＡ）受体能被相同的激动剂激活，但它们是不同的相互独立的受体复合体。同时，已经证明非Ｎ－甲基－门冬氨酸（ＮＭＤＡ）受体的某些亚型具有Ｃａ２＋通透性，这种特性以前认为只有ＮＭＤＡ受体才具有。

GluR2缺失的AMPARs在突触可塑性机制中的研究进展

α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑-丙酸(AMPARs)是调节快速突触传递的兴奋性谷氨酸受体,是由GluR1、GluR2、GluR3和GluR4四种亚基选择性组装构成同源或异源四聚物。GluR2亚基对AMPARs的特性有重要影响,含GluR2亚基的AMPARs对Ca2+不通透,中枢神经系统中大多数AMPARs为此类;不含GluR2亚基的AMPARs对Ca2+有较好的通透性,这类AMPARs在限定的神经元或特定的生理或病理条件下表达。近年来的研究发现,GluR2缺失的AMPARs对突触功能、突触可塑性、神经局部环路传导等有特殊的作用。本文对GluR2缺失的AMPARs及其对突触功能和可塑性的作用作一综述。

AMPA受体的内化及其分子机制

AMPA受体的内化不仅仅是结束它们的活性状态,受体的许多重要信号功能是与活性依赖的内化密切相关的。突触功能调节中,存在2种形式AMPA受体的内化:组构性内化和活性依赖的内化。现就AMPA受体内化的分类、过程和意义,以及活性依赖的内化的诱发因素、调节因素和内化后的去向进行综述。

脑脊液AMPA受体水平对拉莫三嗪治疗癫痫临床疗效的影响

目的探讨脑脊液α-氨基羟甲基恶唑丙酸(AMPA)受体水平对拉莫三嗪治疗癫痫临床疗效的影响。方法选取2017年12月至2019年10月间我院诊治的70例癫痫患者为研究对象,采用酶联免疫吸附试验测定患者脑脊液AMPA受体含量,以其测定中位数值4.08 ng/ml为分界值,将患者配对分组为高AMPA组(34例)和低AMPA组(36例);分别比较两组患者拉莫三嗪临床治疗效果和不良反应发生情况。结果治疗前,两组患者癫痫发作次数比较无明显差异(P>0.05);治疗后6 m和12 m,两组患者癫痫的发作次数均逐渐减少(P<0.05);低AMPA组患者的癫痫发作次数明显少于高AMPA组(P<0.05);高AMPA组患者的应答率为79.41%,明显低于低AMPA组(χ^2=6.055,P=0.048);而且,高AMPA组的脑电图改善有效率为67.65%,也明显低于低AMPA组(χ^2=4.686,P=0.030);但两组患者不良反应发生率比较差异无统计学意义(χ^2=0.202,P=0.653)。结论脑脊液AMPA受体在癫痫发生发展中发挥重要作用,且低AMPA受体水平癫痫患者予以拉莫三嗪治疗效果更佳。

缺血损伤对神经元膜表面AMPA受体构成变化的影响(英文)

背景:α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸(AMPA)受体的过度激活在继发性脑损害的发生过程中起重要作用,研究表明,AMPA受体第二亚单位(GluR2)的减少是引起Ca2+快速内流主要原因,但缺血损伤后神经元膜表面AMPA受体数量及结构(亚单位组成比例)变化特征尚不清楚。目的:探讨缺血后神经元膜表面AMPA受体亚单位(GluRs)含量组成变化及其对Ca2+内流和细胞死亡的影响,为脑缺血治疗的特异性干预途径提供理论依据。设计:随机对照的实验研究。单位:解放军第三军医大学大坪医院野战外科研究所。材料:孕18dSD大鼠8只(解放军第三军医大学野战外科研究所动物所提供),进行胚胎海马神经元分离和培养。干预:缺血损伤组更换无糖细胞外液后置专用缺氧箱内缺氧30min,然后重新添加维持培养基继续培养,对照组在相同时刻更换正常培养基。采用PI染色、双重免疫荧光标记和细胞比色分析技术定量观察神经元死亡和膜表面GluRs含量变化,采用Fura-2法测定胞内Ca2+含量。主要观察指标:①伤后神经元死亡数目。②突触内和膜表面GluRs含量。③胞内Ca2+含量。结果:缺氧损伤后24hGluR2阳性突触数目构成比为0.42±0.16,与对照组(0.58±0.15)相比显著降低,差异有显著性意义(t=2.348,P=0.023),膜表面GluR2含量也显著减少,差异有显著性意义(t=2.

切口痛大鼠脊髓背角AMPA受体GluR1和GluR2亚基在突触膜表达的差异变化

目的 研究切口痛大鼠术后不同时间点使君子酸（α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionic acid,AMPA）受体亚基谷氨酸受体1（GluR1）和受体2（GluR2）在脊髓背角组织突触膜中的表达变化.方法 将32只成年雄性SD大鼠,采用抽签法随机分成4组（n=8）：Ⅰ组（正常对照组）、Ⅱ组（术后3 h组）、Ⅲ组（术后1 d组）和Ⅳ组（术后3 d组）.Ⅱ-Ⅳ组大鼠按照Brennan法制作右足底切口痛模型,并分别在术后3 h、1 d和3 d检测大鼠累计疼痛评分（cumulative pain scores,CPS）和机械痛阈（paw withdrawal thresholds,PWT）后处死大鼠,取切口同侧L3-L6段脊髓背角组织.每组各取3只大鼠的脊髓背角组织,Western blotting法检测GluR1和GluR2在突触膜以及全细胞的表达.另选取每组各3只大鼠的脊髓背角组织,Western blotting检测全细胞Stargazin及磷酸化Stargazin蛋白的表达变化.结果 术后3 h组（Ⅲ组）累计CPS显著高于Ⅰ组,随后下降但术后3 d组（Ⅲ组）仍稍高于Ⅰ组（P〈0.05）;Ⅱ-Ⅳ组大鼠PWT均显著低于Ⅰ组（P〈0.01）;与Ⅰ组相比,术后3 h、1 d和3 d切口同侧脊髓背角组织突触膜中GluR1表达显著增加,其中术后3 h GluR1在突触膜表达达高峰（P〈0.05）;同时,I-Ⅳ组大鼠GluR1全细胞水平表达差异无统计学意义（P〉0.05）.Ⅰ-Ⅳ组GluR2在突触膜及全细胞水平的表达,差异无统计学意义（P〉0.05）.与Ⅰ组比,Ⅱ-Ⅳ,全细胞水平Stargazin蛋白（Ser240/241）的磷酸化水平变化,差异无统计学意义（P〉0.05）.结论 组织损伤可诱导脊髓背角含GluR1亚基的AMPA受体向突触后膜募集,不改变突触后膜含GluR2亚基AMPA受体的表达水平,最终导致突触后膜Ca2＋通透性AMPA受体含量增加,从而导致脊髓背角突触后膜兴奋性增加,有利于疼痛信号在脊髓背角的传导.同时,本实验证实,辅助AMPA受体突触靶向的Stargazin蛋白（Ser 240/241）磷酸化过程不参与AMPA受体的突触靶向过程.