谷氨酸信号通路及其在骨力学信号转导通路中潜在的功能

自在中枢神经系统中发现谷氨酸发挥功能以来,谷氨酸受体及其在突触内膜偶联的信号通路,就成为神经系统研究的重要内容。近年的研究显示,谷氨酸受体及其胞内信号通路在包括骨在内的非神经组织中表达和发挥功能,在骨细胞中有表达谷氨酸受体、转运子的证据,因而有假说认为谷氨酸成了骨中力学信号潜在的转导子,但还缺乏有利的证据支持。简要综述了谷氨酸信号通路及其在骨中的功能,并就其在骨力学信号转导中潜在的功能和作用机制进行了探讨。

谷氨酸信号通路对黑素细胞树突形态的调节作用

[目的]探讨谷氨酸信号通路在黑素细胞中的作用机制。[方法]培养人原代黑素细胞。采用多巴染色法及透射电镜鉴定细胞;以Western Blot方法测定人原代黑素细胞内NMDAR2A的表达。采用扫描电镜观察谷氨酸受体激动剂N-Methyl-D-aspartic acid(NMDA),Quisqualate(Q-LA)和非竞争性拮抗剂MK-801作用下黑素细胞树突形态的变化。[结果]Western Blot实验发现人原代黑素细胞内有NMDAR2A蛋白的表达。扫描电镜观察发现谷氨酸受体激动剂NMDA及Q-LA作用后细胞树突长度明显变短,树突末端明显变宽,二、三级树突增加;谷氨酸受体拮抗剂MK801作用后细胞树突末端明显变窄,二、三级树突减少。[结论]除神经系统外,黑素细胞内存在谷氨酸信号通路,且该信号通路与细胞形态有关。

谷氨酸信号调控玉米幼苗耐热性的生理生化机制

本研究通过对玉米幼苗外施不同浓度α-酮戊二酸(α-OG)及谷氨酸(Glu)预处理分别提高幼苗内源和外源Glu水平,研究Glu信号对热胁迫(46℃,16 h)下玉米幼苗生长发育及耐热性的影响。结果表明:与蒸馏水处理相比,不同浓度α-OG及Glu预处理显著提高幼苗在热胁迫下存活率,并以40 mmol·L^(-1)α-OG(α-OG-40)及1 mmol·L^(-1)Glu(Glu-1.0)效果最佳。α-OG-40及Glu-1.0预处理显著提高热胁迫前后的幼苗株高、根长、总叶绿素含量、组织活力,降低了丙二醛(MDA)水平,显著增强幼苗整体素质。α-OG-40及Glu-1.0预处理显著提高热胁迫前后幼苗中可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸及甜菜碱含量,增强幼苗的渗透调节能力。α-OG-40及Glu-1.0预处理显著提高热胁迫前后幼苗中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性,加强活性氧清除能力,降低热胁迫对幼苗损伤。

骨组织细胞谷氨酸信号系统的研究进展

谷氨酸是中枢神经系统主要的兴奋性神经递质。骨组织细胞（成骨细胞、破骨细胞、骨细胞）上都有谷氨酸受体以及转运体的表达，谷氨酸可以影响成骨细胞以及破骨细胞的活动，骨组织可能与中枢神经系统具有相同的谷氨酸信号系统。谷氨酸可能有双重作用：一方面，在中枢神经系统中作为兴奋性神经递质维持细胞的稳态；另一方面，作为细胞外信号调节因子在骨组织中通过自分泌或旁分泌的形式发挥作用。

STDP突触的双输入信号动力学模型研究

为了准确地建模突触前刺激引起的谷氨酸信号和突触后刺激引起的峰电位信号,并将这两个信号用于STDP突触模型的验证,提出一种谷氨酸信号和后向传播树突信号的离子通道动力学模型。模型的仿真结果不仅得到了实际生理学机理下的谷氨酸信号和树突信号,而且对STDP突触模型的验证还得到了STDP突触的时间非对称函数波形。仿真结果表明,所设计的双输入信号动力学模型符合实际的STDP神经突触生理学原理,模型产生的信号可用于对STDP突触模型的验证。

人参二醇对APP-SH-SY5Y细胞中Tau蛋白磷酸化及Fyn/GluN2B信号通路的影响

目的:研究人参二醇(PD)对转染APP基因的人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y(APP-SH-SY5Y)中Tau蛋白磷酸化的影响及其作用机制。方法:采用分子对接技术验证PD与非受体酪氨酸激酶Fyn的靶向性。在体外培养SH-SY5Y细胞,构建APP-SH-SY5Y细胞模型和绿色荧光蛋白(GFP)-SH-SY5Y细胞模型(对照细胞),通过检测细胞中β淀粉样蛋白(Aβ1-42)的表达来验证APP-SH-SY5Y细胞模型是否构建成功。以GFP-SH-SY5Y细胞为对照,采用CCK-8法检测5、10、20、30、40μmol/L的PD和125、250、500、1000、2000 nmol/L的PP2(Fyn抑制剂,阳性对照)作用24 h对APP-SH-SY5Y细胞存活率的影响,以确定最佳给药浓度。以APP-SH-SY5Y细胞为对象,分别检测最佳浓度PD、PP2作用24后细胞中Ca2+浓度及磷酸化Tau蛋白(p-Tau)/Tau、磷酸化非受体酪氨酸激酶Src(p-Src)/Fyn、磷酸化谷氨酸受体2B(p-GluN2B)/GluN2B比值。结果:分子模拟对接结果显示,PD可靶向结合Fyn蛋白。与GFP-SH-SY5Y细胞比较,APP-SH-SY5Y细胞中Aβ1-42蛋白表达水平显著升高(P<0.01)。PD和PP2的最佳作用浓度分别为20μmol/L和500 nmol/L。20μmol/L PD、500 nmol/L PP2均可显著升高细胞的存活率,显著降低细胞中Ca2+浓度以及p-Tau/Tau、p-Src/Fyn、p-GluN2B/GluN2B比值。结论:PD可通过抑制Fyn/GluN2B信号通路来降低APP-SH-SY5Y细胞中Ca2+浓度及Tau蛋白的磷酸化水平。

动态STDP突触系统模型设计与验证

神经突触的STDP(Spike Timing Dependent Plasticity)机制被认为是脑神经网络中最重要的机制之一,最有效的模拟STDP神经突触的方法是建立神经突触的离子通道的动力学模型。目前的STDP突触系统建模均存在一定的缺陷,不能很好地解释STDP机制的细胞分子生物反应原理或者得到STDP的时间非对称实验结果。提出一种新型的STDP神经突触系统模型,通过两个重要的输入信号用以验证该模型。仿真和验证结果表明,所提出的模型不仅反应了STDP神经突触实际的生理学机理,而且还得到STDP神经突触的时间非对称结果。