大脑皮层内活动依赖的神经环路结构可塑性研究进展

哺乳动物大脑皮层内的神经环路在神经发育、学习记忆、神经和精神疾病过程中表现出令人惊异的结构和功能可塑性。随着新的成像技术及分子生物学方法的应用,在细胞和突触水平上观察活体皮层内神经环路的动态结构变化成为可能,因此近十年来有关活动依赖的神经环路结构可塑性方面的研究进展迅速。该文综述了该方面的部分实验结果,重点阐述个体生长发育、丰富环境、感觉剥夺、病理状态以及学习和记忆等过程和条件下树突的结构可塑性特点,尤其是树突棘的形态和数量变化特征;并简单介绍轴突的结构可塑性,以及结构可塑性相关的分子和细胞机制,最后提出未来该领域内亟待解决的问题。

MARCKS对突触可塑性和认知功能的影响

树突棘的可塑性是突触发育及神经通路重塑的先决条件，也是大脑行使高级功能（如学习记忆）的重要机制。随着分子生物学的迅速发展，对调控树突棘可塑性的蛋白质分子有了进一步的认识，豆蔻酰化的富含丙氨酸的蛋白激酶C底物（MARCKS）蛋白广泛分布于各种细胞，但主要表达于大脑皮层、

Drebrin对突触可塑性的影响以及相关认知功能障碍的研究进展

大脑发育调节蛋白(developmentally regulated brainpro-tein,Drebrin)作为一种神经元特异性的肌动蛋白结合蛋白,可通过改变细胞骨架的理化性质影响神经元树突棘及突触的形态和功能,调节突触可塑性。神经兴奋通过多种信号分子调节Drebrin的表达水平及功能状态,使其与神经功能保持一致。病理条件下,Drebrin的异常水平影响突触可塑性,导致机体不同程度的认知功能障碍,并与认知功能障碍的进展密切相关。在整体及分子水平对Drebrin的生理功能及致病机制的深入研究将有利于更深刻的理解认知功能,研发治疗认知功能障碍的新靶点。

脊髓背角Ⅰ层神经元功能和结构可塑性增强协同诱致慢性炎性痛

目的:探讨外周炎症损伤后诱致脊髓背角Ⅰ层神经元功能可塑性和结构可塑性改变的情况。方法:采用脊髓薄片全细胞膜片钳记录技术和Golgi染色方法。结果:小鼠一侧后肢足底皮下注射完全弗氏佐剂(complete freund’s adjuvant,CFA)可诱致显著的机械性痛敏和热痛敏。CFA注射24 h后,对脊髓背角Ⅰ层神经元进行全细胞膜片钳记录发现刺激伤害性初级传入纤维诱致的兴奋性突触后电流(excitatory postsynaptic currents,EPSCs)的幅值较对照组动物显著增加,平均增强幅度为85.7%。Golgi染色结果发现,在诱致功能可塑性增强的同时,CFA炎症后还可导致脊髓背角Ⅰ层神经元出现树突棘密度显著增加,与对照组相比平均增强186.7%。结论:CFA引发的外周炎症损伤可同时诱致脊髓背角Ⅰ层神经元呈现功能可塑性和结构可塑性增强,这些变化与疼痛的持续慢性化过程有关。

梓醇对大鼠梗死灶周围大脑皮质神经元树突生长及突触素表达的影响

目的观察梓醇对局灶脑缺血大鼠梗死灶周围大脑皮质(peri-infarction cortex,PIC)锥体神经元树突生长及突触素p38蛋白表达的影响,探讨其促脑卒中后神经修复作用及机制。方法 57只清洁级成年SD大鼠,随机分为假手术组,模型组,生理盐水组,梓醇低、中、高剂量(分别为1、5、10 mg·kg-1)组和胞磷胆碱(0.5 g·kg-1)对照组。开颅电凝右侧大脑中动脉制备局灶永久性脑缺血模型。于造模后24 h开始腹腔注射不同剂量梓醇或胞磷胆碱,每日1次,连续7d。术后1、4、7和15 d采用角落实验评估神经缺失功能恢复状况;术后1 d和15 d磁共振成像测量脑梗死体积;术后15 d,断头取脑,Golgi-Cox染色显示PIC区锥体神经元树突变化,免疫荧光组织化学染色及Western blot检测PIC区突触素p38蛋白表达。结果梓醇各剂量组和胞磷胆碱组术后7 d和15 d神经功能恢复明显优于模型组和生理盐水组(P<0.05);术后1 d、15 d,各实验组脑梗死体积差异无显著性(P>0.05);梓醇中剂量组PIC区锥体神经元树突分支数和树突棘密度均比模型组、生理盐水组和胞磷胆碱组明显增加(P<0.05);梓醇各剂量组PIC区突触素p38表达均比模型组、生理盐水组和胞磷胆碱组明显上调(P<0.05)。结论梓醇可增强局灶脑缺血大鼠PIC区锥体神经元树突可塑性,上调突触素p38表达,促进神经缺失功能恢复。

大鼠局灶脑梗死微管相关蛋白表达动态变化及针刺的影响

目的探讨大鼠脑梗死后树突可塑性的物质基础和机制及针刺的影响。方法大鼠随机分为电针干预组,缺血对照组,正常对照组。免疫组化方法检测不同时间点MAP2表达动态变化及电针治疗后对其的影响。结果缺血对照组MAP2在病灶区从缺血后1 d即出现表达减少,3 d达最低点,7 d表达开始增加,14 d表达进一步增高。病灶对侧区从缺血1 d始表达亦可见增高,针刺干预后阳性表达增加,两组比较有明显差异。结论MAP2可以反应缺血损伤程度和树突修复能力,可作为脑损伤可塑性指标之一,电针可增强这种可塑性变化。

Aβ致痴呆老龄大鼠模型海马MARCKS表达变化机制及中药对其调节作用研究

目的:研究痴呆老龄大鼠海马MARCKS表达变化以及复方苁蓉益智胶囊对该病理变化的作用机制。方法:侧脑室注射Aβ(1-40)建立老龄大鼠痴呆模型,予复方苁蓉益智胶囊和安理申干预,观察模型大鼠学习记忆功能、病理变化、MARCKS和drebrin含量的变化。结果:模型组大鼠的学习记忆功能明显下降(P<0.05,P<0.01);海马神经元数量明显减少,海马MARCKS mRNA表达明显升高(P<0.01);模型组海马Drebrin含量明显降低(P<0.05,P<0.01);中药组海马MARCKS mRNA比模型组明显降低(P<0.01)。结论:痴呆老龄大鼠海马MARCKS表达增多,树突棘可塑性下降,复方苁蓉益智胶囊能够降低其海马MARCKS mRNA的表达,从而改善痴呆老龄大鼠学习记忆功能。

富含丙氨酸的豆蔻酰化蛋白酶C与阿尔茨海默病

富含丙氨酸的豆蔻酰化蛋白激酶C的作用底物(myristoylated alanine-rich C kinasesubstrate,MARCKS)作为蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)的重要底物,主要存在于大脑神经元的树突棘,介导着神经元表面信号与肌动蛋白的运动,与树突棘可塑性密切相关。阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者脑组织PKC明显不足,MARCKS的磷酸化异常,这些病理表现都在AD产生痴呆症状的过程中发挥作用。故本文将对MARCKS在学习记忆功能中的作用以及AD状态下的变化进行综述。