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CaMKII和PKC协同调控NMDA受体功能产生突触可塑性的分子机制研究
结题报告
批准号:
30970934
项目类别:
面上项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
陆巍
依托单位:
学科分类:
C0901.分子与细胞神经生物学
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
颜景芝、马腾飞、王善辉、任思强、姚雯、刘苏怡
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中文摘要
CaMKII和PKC为参与长时程增强(long-term potentiation, LTP)诱导发生最重要的两种激酶,它们在LTP发生过程中关系如何?这是上世纪八十年代末期就提出的一个重要问题,至今未得到很好解决。以往的研究提示这两种激酶本身或介导的通路间可能存在对话(crosstalk)关系。近年研究发现CaMKII和PKC对NMDA受体的功能均有调控作用,结合本实验室前期结果,提示CaMKII和PKC信号通路可能通过对NMDA受体的协同调控机制产生对话。本项申请拟在前期研究基础上,综合运用电生理、免疫印迹、免疫共沉淀及免疫荧光化学等方法,结合小分子短肽干扰实验,试图阐明CaMKII和PKC在诱导产生LTP过程中是如何协同调控NR2A、NR2B向PSD部位转位的;PKC自身转运是否依赖其与CaMKII或NMDA受体相互作用等问题。本研究将为揭示这两种激酶的对话机制提供重要实验依据。
英文摘要
长时程增强(LTP)是突触可塑性及学习记忆的重要细胞机制。PKC及CaMKII这两种重要激酶均参与LTP的产生,但两者在可塑性中如何协同发挥作用及其分子机制还不清楚。本课题从两者如何调控NMDA受体的功能入手,观察NMDA受体是否是两者产生协同作用的节点。结果显示:激活PKC可间接激活胞浆内的CaMKII,继而造成CaMKII与NMDA受体的NR2A 或NR2B亚单位结合大大增加,并以CaMKII-NR2复合物的形式共同转运至突触后膜,干扰两者的结合会造成其在胞浆的滞留,并且阻断AMPA 受体介导的突触可塑性的维持,提示两者的结合及相互作用是NMDA受体上膜的关键步骤,而且 NMDA受体上膜可能是维持AMPA 受体介导的突触可塑性所必需的。该工作首次揭示了参与调控NMDA受体上膜的关键信号分子,并且提示NMDA受体上膜对可塑性维持有重要意义(JBC, 2011)。由于以往对NMDA受体在可塑性中的作用的认识多停留在诱导阶段,认为NMDA受体是可塑性诱导的开关及触发因素,而在诱导后的表达和维持阶段的作用认识不多,因此本研究结果具有重要意义。在此基础上,又进一步研究了NMDA受体的转运是如何参与NMDA受体本身介导的可塑性中,以及如何参与甘氨酸受体诱导的双向可塑性。结果发现:诱导AMPA受体LTP及LTD的经典刺激参数也可以同时诱导稳定的NMDA受体LTP及LTD,但这两种NMDA受体介导可塑性的膜转运与表达机制存在明显差异。NMDA受体LTP是由含NR2A的NMDA受体转运上膜介导的,且其出现的时程也相对滞后,而NMDA受体LTD伴有含NR2B的NMDA受体构成增加,但不涉及NMDA受体的内化,可能与受体侧向移位有关。该工作的意义在于首次较系统提出NMDA受体介导可塑性的膜转运与表达机制(Hippocampus,2010)。在海马脑片上,发现低浓度甘氨酸引发NMDA受体电流的LTP,其机制是甘氨酸作用于NMDA受体上的甘氨酸结合位点,引发其转运上膜;而高浓度甘氨酸引发NMDA受体电流的LTD,其机制是甘氨酸分别通过作用于NMDA受体上的甘氨酸结合位点及突触外的甘氨酸受体,分别造成不同程度的NMDA受体内化。结果提示,不同浓度甘氨酸对NMDA受体膜转运的双向调控,是造成NMDA受体介导电流双向突触可塑性的基本机制。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Protein Kinase C Promotes N-Methyl-D-aspartate (NMDA) Receptor Trafficking by Indirectly Triggering Calcium/Calmodulin-dependent Protein Kinase II (CaMKII) Autophosphorylation
蛋白激酶 C 通过间接触发钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶 II (CaMKII) 自磷酸化来促进 N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA) 受体运输
DOI:10.1074/jbc.m110.192708
发表时间:2011-07-15
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Yan, Jing-Zhi;Xu, Zhuo;Lu, Wei
通讯作者:Lu, Wei
发育早期嗅觉活动对嗅球内僧帽细胞谷氨酸能突触传递的作用及其机制研究
  • 批准号:
    30770704
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    31.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    陆巍
  • 依托单位:
谷氨酸能递质受体在突触内外间侧向移位对神经元突触可塑性调节的研究
  • 批准号:
    30500145
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    陆巍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金