膜片鉗與ltp-ppt課件

1、11天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院王凱王凱2019.52019.522細(xì)胞膜由脂質(zhì)雙分子層和蛋白質(zhì)組細(xì)胞膜由脂質(zhì)雙分子層和蛋白質(zhì)組成，蛋白質(zhì)又包括整合蛋白和表面蛋成，蛋白質(zhì)又包括整合蛋白和表面蛋白。白。離子通道是一種特殊的膜蛋白，它橫離子通道是一種特殊的膜蛋白，它橫跨整個(gè)膜結(jié)構(gòu)。跨整個(gè)膜結(jié)構(gòu)。帶電離子在膜內(nèi)外的不同分布態(tài)勢(shì)和帶電離子在膜內(nèi)外的不同分布態(tài)勢(shì)和在不同狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)變化是可興奮細(xì)胞在不同狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)變化是可興奮細(xì)胞靜息電位和動(dòng)作電位的基礎(chǔ)。這些無(wú)機(jī)靜息電位和動(dòng)作電位的基礎(chǔ)。這些無(wú)機(jī)離子通過(guò)離子通道的進(jìn)出所產(chǎn)生的電活離子通過(guò)離子通道的進(jìn)出所產(chǎn)生的電活動(dòng)是生命活動(dòng)的基

2、礎(chǔ)。動(dòng)是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和離子通道細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和離子通道331.1.結(jié)構(gòu)研究：分子生物學(xué)方法確定蛋白質(zhì)序列；結(jié)構(gòu)研究：分子生物學(xué)方法確定蛋白質(zhì)序列；X X光繞射方法確定其三維立體結(jié)構(gòu)。光繞射方法確定其三維立體結(jié)構(gòu)。2.2.功能研究：電生理測(cè)定通過(guò)離子通道的電流或功能研究：電生理測(cè)定通過(guò)離子通道的電流或測(cè)量細(xì)胞膜電流或膜電位的變化，反映離子通道測(cè)量細(xì)胞膜電流或膜電位的變化，反映離子通道個(gè)體或群體的分子活動(dòng)。個(gè)體或群體的分子活動(dòng)。3.3.結(jié)構(gòu)和功能相結(jié)合：利用基因突變技術(shù)在一級(jí)結(jié)構(gòu)和功能相結(jié)合：利用基因突變技術(shù)在一級(jí)結(jié)構(gòu)的特定部位刪除、添加或改變殘基的序列，結(jié)構(gòu)的特定部位刪除、添加或改

3、變殘基的序列，然后檢測(cè)突變后的功能改變。然后檢測(cè)突變后的功能改變。44美國(guó)的兩位科學(xué)家美國(guó)的兩位科學(xué)家彼得彼得阿格雷阿格雷羅德里克羅德里克麥金農(nóng)麥金農(nóng)利用利用X X光繞射方法得到光繞射方法得到了了K K離子通道的三維結(jié)離子通道的三維結(jié)構(gòu)，二位因此獲得構(gòu)，二位因此獲得20192019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。55采用記錄離子通道電流來(lái)間接反映離子通采用記錄離子通道電流來(lái)間接反映離子通道功能，目前有如下兩種技術(shù)道功能，目前有如下兩種技術(shù)電壓鉗電壓鉗(Voltage clamp)(Voltage clamp)技術(shù)技術(shù)膜片鉗膜片鉗(patch clamp)(patch clamp)技術(shù)技術(shù)662

4、020世紀(jì)初由世紀(jì)初由ColeCole發(fā)明，發(fā)明，HodgkinHodgkin和和HuxleyHuxley完善，目的完善，目的是為了證明動(dòng)作電位的峰電位是由于膜對(duì)鈉的通透性是為了證明動(dòng)作電位的峰電位是由于膜對(duì)鈉的通透性發(fā)生了一過(guò)性的增大過(guò)程。但當(dāng)時(shí)沒(méi)有直接測(cè)定膜通發(fā)生了一過(guò)性的增大過(guò)程。但當(dāng)時(shí)沒(méi)有直接測(cè)定膜通透性的方法，于是就用膜對(duì)某種離子的電導(dǎo)來(lái)代表該透性的方法，于是就用膜對(duì)某種離子的電導(dǎo)來(lái)代表該種離子的通透性。種離子的通透性。coleK+K+電流電流Na+Na+電流電流77 電壓鉗技術(shù)目前主要用于巨大細(xì)胞的全細(xì)胞電流研究，電壓鉗技術(shù)目前主要用于巨大細(xì)胞的全細(xì)胞電流研究，特別在分子克隆的卵母

5、細(xì)胞表達(dá)電流的鑒定中發(fā)揮其它技術(shù)特別在分子克隆的卵母細(xì)胞表達(dá)電流的鑒定中發(fā)揮其它技術(shù)不能替代的作用。但也有其致命的弱點(diǎn)：不能替代的作用。但也有其致命的弱點(diǎn)：微電極需刺破細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，以致造成細(xì)胞漿流失，破微電極需刺破細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，以致造成細(xì)胞漿流失，破壞了細(xì)胞生理功能的完整性。壞了細(xì)胞生理功能的完整性。不能測(cè)定單一通道電流。因?yàn)殡妷恒Q制的膜面積很大，包不能測(cè)定單一通道電流。因?yàn)殡妷恒Q制的膜面積很大，包含著大量隨機(jī)開(kāi)放和關(guān)閉著的通道，而且背景噪音大，往往含著大量隨機(jī)開(kāi)放和關(guān)閉著的通道，而且背景噪音大，往往掩蓋了單一通道的電流。掩蓋了單一通道的電流。 對(duì)體積小的細(xì)胞對(duì)體積小的細(xì)胞( (如哺乳類(lèi)

6、中樞神經(jīng)元，直徑在如哺乳類(lèi)中樞神經(jīng)元，直徑在101030m30m之間之間) )進(jìn)行電壓鉗實(shí)驗(yàn)，技術(shù)上有更大的困難。進(jìn)行電壓鉗實(shí)驗(yàn)，技術(shù)上有更大的困難。88為了弄清膜電導(dǎo)變化的機(jī)制和離子通道的為了弄清膜電導(dǎo)變化的機(jī)制和離子通道的存在，也為了克服電壓鉗的缺點(diǎn)，存在，也為了克服電壓鉗的缺點(diǎn)，Erwin Erwin NeherNeher和和 Bert Sakmann Bert Sakmann在電壓鉗的基礎(chǔ)上發(fā)在電壓鉗的基礎(chǔ)上發(fā)明了膜片鉗，并利用該技術(shù)首次在蛙肌膜上明了膜片鉗，并利用該技術(shù)首次在蛙肌膜上記錄到記錄到PAPA級(jí)級(jí)(10-12A)(10-12A)的乙酰膽堿激動(dòng)的單通的乙酰膽堿激動(dòng)的單通道電流

7、道電流, ,首次證明了離子通道的存在。并證首次證明了離子通道的存在。并證明在完整細(xì)胞膜上記錄到的膜電流是許多單明在完整細(xì)胞膜上記錄到的膜電流是許多單通道電流總和的結(jié)果。這一技術(shù)被譽(yù)為與分通道電流總和的結(jié)果。這一技術(shù)被譽(yù)為與分子克隆技術(shù)并駕齊驅(qū)的劃時(shí)代的偉大發(fā)明。子克隆技術(shù)并駕齊驅(qū)的劃時(shí)代的偉大發(fā)明。二人因此而獲得諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。二人因此而獲得諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。(Neher)(Sakmann)99利用尖端直徑利用尖端直徑0.5-1um0.5-1um的玻璃電極吸附到細(xì)的玻璃電極吸附到細(xì)胞膜表面，通過(guò)負(fù)壓吸引使電極尖端和細(xì)胞胞膜表面，通過(guò)負(fù)壓吸引使電極尖端和細(xì)胞膜形成緊密封接，使與電極尖開(kāi)口處

8、相接的膜形成緊密封接，使與電極尖開(kāi)口處相接的細(xì)胞膜小片區(qū)域細(xì)胞膜小片區(qū)域patchpatch與其周?chē)陔妼W(xué)上與其周?chē)陔妼W(xué)上絕緣，在此基礎(chǔ)上固定膜電位絕緣，在此基礎(chǔ)上固定膜電位(clamp)(clamp)，然后，然后對(duì)電極尖端下面積僅為幾平方微米的細(xì)胞膜對(duì)電極尖端下面積僅為幾平方微米的細(xì)胞膜片上一個(gè)或幾個(gè)離子通道的電流進(jìn)行記錄。片上一個(gè)或幾個(gè)離子通道的電流進(jìn)行記錄。核心部分是一場(chǎng)效應(yīng)管運(yùn)算放大器構(gòu)成的核心部分是一場(chǎng)效應(yīng)管運(yùn)算放大器構(gòu)成的I-I-V V轉(zhuǎn)換器，它的正負(fù)輸入端子為等電位。向正轉(zhuǎn)換器，它的正負(fù)輸入端子為等電位。向正輸入端子施加指令電位輸入端子施加指令電位VcVc時(shí)，經(jīng)過(guò)短路時(shí)，經(jīng)過(guò)短

9、路負(fù)端子可使膜片等電位，從而達(dá)到電位鉗制負(fù)端子可使膜片等電位，從而達(dá)到電位鉗制的目的。離子通道電流可作為的目的。離子通道電流可作為I-VI-V轉(zhuǎn)換器內(nèi)的轉(zhuǎn)換器內(nèi)的高阻抗反饋電阻的電壓降而被檢測(cè)出。高阻抗反饋電阻的電壓降而被檢測(cè)出。1010 電子學(xué)部件電子學(xué)部件: :放大器；放大器；計(jì)算機(jī)接口，數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)接口，數(shù)據(jù)采集、分析系統(tǒng)。分析系統(tǒng)。 光學(xué)部件和光電接口：光學(xué)部件和光電接口：顯微鏡；監(jiān)視器等。顯微鏡；監(jiān)視器等。 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng): :防震臺(tái)等。防震臺(tái)等。 輔助系統(tǒng)：電極拉制器；輔助系統(tǒng)：電極拉制器；切片機(jī)；孵育槽；灌流切片機(jī)；孵育槽；灌流系統(tǒng)等系統(tǒng)等111112121.1.液體配制：

10、主要根據(jù)研究通道的不同，配制相應(yīng)的液體，基本原則是保持液體配制：主要根據(jù)研究通道的不同，配制相應(yīng)的液體，基本原則是保持兩個(gè)平衡：滲透壓平衡和酸堿平衡。所有液體在使用前必須過(guò)濾。兩個(gè)平衡：滲透壓平衡和酸堿平衡。所有液體在使用前必須過(guò)濾。2.2.標(biāo)本制備標(biāo)本制備3.3.記錄記錄4.4.資料分析：資料分析：（1 1一般電學(xué)性質(zhì)：通過(guò)一般電學(xué)性質(zhì)：通過(guò)I-VI-V關(guān)系計(jì)算單通道電導(dǎo)，觀察通道有無(wú)整流。通關(guān)系計(jì)算單通道電導(dǎo)，觀察通道有無(wú)整流。通過(guò)離子選擇性、翻轉(zhuǎn)電位或其它通道激活條件初步確定通道類(lèi)型。過(guò)離子選擇性、翻轉(zhuǎn)電位或其它通道激活條件初步確定通道類(lèi)型。（2 2動(dòng)力學(xué)：開(kāi)放時(shí)間、開(kāi)放概率、關(guān)閉時(shí)間、

11、通道的時(shí)間依賴(lài)性失活、開(kāi)動(dòng)力學(xué)：開(kāi)放時(shí)間、開(kāi)放概率、關(guān)閉時(shí)間、通道的時(shí)間依賴(lài)性失活、開(kāi)放與關(guān)閉類(lèi)型簇狀猝發(fā)樣開(kāi)放與閃動(dòng)樣短暫關(guān)閉），化學(xué)門(mén)控性通道的開(kāi)、放與關(guān)閉類(lèi)型簇狀猝發(fā)樣開(kāi)放與閃動(dòng)樣短暫關(guān)閉），化學(xué)門(mén)控性通道的開(kāi)、關(guān)速率常數(shù)等。關(guān)速率常數(shù)等。（3 3通過(guò)對(duì)全細(xì)胞激活曲線或失活曲線的分析，可得到半數(shù)激活或失活電壓通過(guò)對(duì)全細(xì)胞激活曲線或失活曲線的分析，可得到半數(shù)激活或失活電壓VhVh及斜率因子及斜率因子K K。（4 4藥理學(xué)：阻斷劑、激動(dòng)劑或其它調(diào)制因素對(duì)通道活動(dòng)的影響。藥理學(xué)：阻斷劑、激動(dòng)劑或其它調(diào)制因素對(duì)通道活動(dòng)的影響。 （5 5綜合分析得到最后結(jié)論。綜合分析得到最后結(jié)論。 1313250

12、 ms 400 pA mEPSCsEPSC、mEPSC1414此項(xiàng)技術(shù)首先要使電極和細(xì)胞形成高阻封接，而要成功形成高阻封接，除了制此項(xiàng)技術(shù)首先要使電極和細(xì)胞形成高阻封接，而要成功形成高阻封接，除了制備合符要求的電極外，制備活性好的細(xì)胞是必須的，要求細(xì)胞表面光滑，有彈備合符要求的電極外，制備活性好的細(xì)胞是必須的，要求細(xì)胞表面光滑，有彈性，表面無(wú)麻斑。性，表面無(wú)麻斑。如果有關(guān)實(shí)驗(yàn)要在腦片上進(jìn)行，就涉及到腦片制作，適用于膜片鉗研究的腦片如果有關(guān)實(shí)驗(yàn)要在腦片上進(jìn)行，就涉及到腦片制作，適用于膜片鉗研究的腦片制作尤其是成年動(dòng)物的腦片制作尤其難，因而，有人說(shuō)膜片鉗的成功制作尤其是成年動(dòng)物的腦片制作尤其難，因

13、而，有人說(shuō)膜片鉗的成功80%80%在于標(biāo)在于標(biāo)本的制備。本的制備。傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)每次只能記錄一個(gè)細(xì)胞，而且從找細(xì)胞、形成封接、破膜等整傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)每次只能記錄一個(gè)細(xì)胞，而且從找細(xì)胞、形成封接、破膜等整個(gè)過(guò)程都需人工操著，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能失敗，而如果細(xì)胞質(zhì)量不好，成個(gè)過(guò)程都需人工操著，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能失敗，而如果細(xì)胞質(zhì)量不好，成功率更低，因而，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工作，即使有經(jīng)驗(yàn)的人員，功率更低，因而，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工作，即使有經(jīng)驗(yàn)的人員，一天也只能成功記錄一天也只能成功記錄10-2010-20個(gè)細(xì)胞，而腦片實(shí)驗(yàn)往往每天只能得到個(gè)細(xì)胞，而腦片實(shí)驗(yàn)往往每天只能得

14、到1-21-2個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題往往要幾個(gè)月時(shí)間才能完成，因此要求實(shí)驗(yàn)者要有充裕的時(shí)據(jù)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題往往要幾個(gè)月時(shí)間才能完成，因此要求實(shí)驗(yàn)者要有充裕的時(shí)間進(jìn)行此項(xiàng)工作。間進(jìn)行此項(xiàng)工作。1515細(xì)胞特性的研究細(xì)胞特性的研究離子通道的鑒別離子通道的鑒別電壓門(mén)控性離子通道的動(dòng)力學(xué)特性研究電壓門(mén)控性離子通道的動(dòng)力學(xué)特性研究突觸聯(lián)系、突觸傳遞的研究突觸聯(lián)系、突觸傳遞的研究疾病機(jī)制研究疾病機(jī)制研究藥物篩選藥物篩選其他其他1616長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)LTPLTP是評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)記憶及其突觸可塑的常用的電是評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)記憶及其突觸可塑的常用的電生理指標(biāo)。目前，海馬腦片離體實(shí)驗(yàn)己經(jīng)廣泛用于學(xué)習(xí)記憶方面生理指

15、標(biāo)。目前，海馬腦片離體實(shí)驗(yàn)己經(jīng)廣泛用于學(xué)習(xí)記憶方面的研究，利用膜片鉗技術(shù)記錄腦片的研究，利用膜片鉗技術(shù)記錄腦片LTPLTP，可在細(xì)胞水平研究學(xué)習(xí)，可在細(xì)胞水平研究學(xué)習(xí)記憶的機(jī)制。記憶的機(jī)制。當(dāng)今從不同方面對(duì)突觸當(dāng)今從不同方面對(duì)突觸LTPLTP與學(xué)習(xí)記憶的關(guān)系進(jìn)行了大量的研與學(xué)習(xí)記憶的關(guān)系進(jìn)行了大量的研究，其結(jié)果大致可概括為：究，其結(jié)果大致可概括為：影響影響LTPLTP的因素確實(shí)對(duì)學(xué)習(xí)研究過(guò)程產(chǎn)生明顯的影響的因素確實(shí)對(duì)學(xué)習(xí)研究過(guò)程產(chǎn)生明顯的影響影響學(xué)習(xí)過(guò)程的因素也影響影響學(xué)習(xí)過(guò)程的因素也影響LTPLTP形成形成誘導(dǎo)海馬腦區(qū)的誘導(dǎo)海馬腦區(qū)的LTPLTP形成可提高學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)，學(xué)習(xí)過(guò)程中伴形成可提高

16、學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)，學(xué)習(xí)過(guò)程中伴有海馬腦區(qū)有海馬腦區(qū)LTPLTP的形成。的形成。 突觸可塑、學(xué)習(xí)記憶及其機(jī)制的研究1717 膜片鉗技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用膜片鉗和鈣圖像技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用膜片鉗和鈣圖像技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用Ca2+Ca2+是重要的信使物質(zhì)，是重要的信使物質(zhì)，Ca2+ Ca2+ 的信使功能是通過(guò)調(diào)控細(xì)的信使功能是通過(guò)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)游離胞內(nèi)游離Ca2+ Ca2+ 濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Ca2+ Ca2+ 信號(hào)的產(chǎn)生和終止是信號(hào)的產(chǎn)生和終止是細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)Ca2+ Ca2+ 增減、波動(dòng)的結(jié)果。因此測(cè)定細(xì)胞溶質(zhì)中的增減、波動(dòng)的結(jié)果。因此測(cè)定細(xì)胞溶質(zhì)中的Ca2+ Ca2+ 濃度是十分重要的。濃度是十分重要的。鈣熒光

17、指示劑法是目前應(yīng)用最廣泛的鈣熒光指示劑法是目前應(yīng)用最廣泛的, , 也是較好的測(cè)定胞也是較好的測(cè)定胞內(nèi)內(nèi)Ca2+ Ca2+ 濃度的方法。目前常用孵育法將熒光指示劑如濃度的方法。目前常用孵育法將熒光指示劑如Fura-2/AMFura-2/AM導(dǎo)入細(xì)胞。因?yàn)闊晒庵甘緞┍货セ髮?dǎo)入細(xì)胞。因?yàn)闊晒庵甘緞┍货セ? , 很容易很容易跨過(guò)質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。在胞內(nèi)跨過(guò)質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。在胞內(nèi), , 酯形式指示劑被非特異性酯形式指示劑被非特異性酯酶水解酯酶水解, , 重新與重新與Ca2+ Ca2+ 結(jié)合，在結(jié)合，在340nm340nm 380nm 380nm 的熒光的熒光強(qiáng)度比值能夠很好的反映強(qiáng)度比值能夠很好的反映

18、Ca2+ Ca2+ 濃度。應(yīng)用酯類(lèi)的熒光物濃度。應(yīng)用酯類(lèi)的熒光物質(zhì)負(fù)載進(jìn)入細(xì)胞的方法盡管較為簡(jiǎn)便質(zhì)負(fù)載進(jìn)入細(xì)胞的方法盡管較為簡(jiǎn)便, ,但是但是, ,熒光染料會(huì)累熒光染料會(huì)累積在胞內(nèi)的酸性細(xì)胞器中積在胞內(nèi)的酸性細(xì)胞器中( (稱(chēng)為隔室效應(yīng)稱(chēng)為隔室效應(yīng)) ,) ,而不是與細(xì)胞而不是與細(xì)胞胞漿內(nèi)的游離胞漿內(nèi)的游離Ca2 + Ca2 + 相結(jié)合相結(jié)合, ,因此會(huì)導(dǎo)致測(cè)量上的誤差因此會(huì)導(dǎo)致測(cè)量上的誤差, ,且且這種方法不適用于植物細(xì)胞，因?yàn)橹参锛?xì)胞的質(zhì)膜存在非這種方法不適用于植物細(xì)胞，因?yàn)橹参锛?xì)胞的質(zhì)膜存在非特異性酯酶，導(dǎo)致指示劑未進(jìn)入胞內(nèi)即被水解，利用膜片特異性酯酶，導(dǎo)致指示劑未進(jìn)入胞內(nèi)即被水解，利用膜

19、片鉗的全細(xì)胞技術(shù)，可將熒光探針直接導(dǎo)入細(xì)胞，從而避免鉗的全細(xì)胞技術(shù)，可將熒光探針直接導(dǎo)入細(xì)胞，從而避免隔室效應(yīng)，也可通過(guò)膜片鉗電極將細(xì)胞內(nèi)的熒光探針抽吸隔室效應(yīng)，也可通過(guò)膜片鉗電極將細(xì)胞內(nèi)的熒光探針抽吸稀釋掉，從而測(cè)定細(xì)胞器線粒體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等內(nèi)的游離稀釋掉，從而測(cè)定細(xì)胞器線粒體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等內(nèi)的游離鈣離子濃度。將膜片鉗和鈣圖像技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可在測(cè)定細(xì)鈣離子濃度。將膜片鉗和鈣圖像技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可在測(cè)定細(xì)胞內(nèi)游離胞內(nèi)游離Ca2+Ca2+離子濃度的同時(shí)檢測(cè)離子通道的功能改變。離子濃度的同時(shí)檢測(cè)離子通道的功能改變。1818學(xué)習(xí)記憶的主要研究手段學(xué)習(xí)記憶的主要研究手段 行為學(xué)：水迷宮，八臂迷宮，行為學(xué)：水迷宮，八

20、臂迷宮，fear conditioningfear conditioning，跳，跳臺(tái)，穿梭箱臺(tái)，穿梭箱 突觸可塑性：主要包括長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)突觸可塑性：主要包括長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)long-term long-term potentiation, LTPpotentiation, LTP和長(zhǎng)時(shí)程抑制和長(zhǎng)時(shí)程抑制long-term long-term depressiondepression，LTDLTD） 分子生物學(xué)：鈣調(diào)蛋白激酶分子生物學(xué)：鈣調(diào)蛋白激酶IIIICaMKIICaMKII），），CREBCREB，PKAPKA等等1919LTP學(xué)習(xí)記憶的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)記憶的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)在突觸前給予高頻電刺激后，隨

21、后的單個(gè)刺激引起的突觸后誘在突觸前給予高頻電刺激后，隨后的單個(gè)刺激引起的突觸后誘發(fā)電位的幅度將顯著增大，誘發(fā)電位的潛伏期縮短，這種現(xiàn)象可發(fā)電位的幅度將顯著增大，誘發(fā)電位的潛伏期縮短，這種現(xiàn)象可持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，在活體動(dòng)物可持續(xù)幾天到幾個(gè)星期，在離體標(biāo)本持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，在活體動(dòng)物可持續(xù)幾天到幾個(gè)星期，在離體標(biāo)本可持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，這就是可持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，這就是LTPLTP現(xiàn)象?，F(xiàn)象。LTP誘導(dǎo)機(jī)制誘導(dǎo)機(jī)制已經(jīng)肯定有突觸前谷氨酸遞質(zhì)和突觸后谷氨酸已經(jīng)肯定有突觸前谷氨酸遞質(zhì)和突觸后谷氨酸受體尤其是受體尤其是NMDA受體）、細(xì)胞內(nèi)游離鈣離受體）、細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子的參與。子的參與。2020 突觸可塑性是學(xué)習(xí)記憶研究

22、方突觸可塑性是學(xué)習(xí)記憶研究方面近年來(lái)進(jìn)展最快、成果最大面近年來(lái)進(jìn)展最快、成果最大的研究領(lǐng)域。很多腦區(qū)都發(fā)現(xiàn)的研究領(lǐng)域。很多腦區(qū)都發(fā)現(xiàn)了突觸可塑性現(xiàn)象，如小腦、了突觸可塑性現(xiàn)象，如小腦、海馬、皮層以及伏隔核等。海馬、皮層以及伏隔核等。 海馬區(qū)主要有三個(gè)突觸回路，包括：海馬區(qū)主要有三個(gè)突觸回路，包括： （1前穿質(zhì)纖維前穿質(zhì)纖維-齒狀回通路，即齒狀回通路，即PP-DG pathway （2苔狀纖維苔狀纖維-海馬海馬CA3通路，即通路，即MF-CA3 pathway （3Schaffer纖維纖維-CA1通路，即通路，即SCCP-CA1 pathway2121 高頻刺激突觸前纖維引起突高頻刺激突觸前纖維引起突觸前神經(jīng)元去極化，引發(fā)谷觸前神經(jīng)元去極化，引發(fā)谷氨酸類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)大量釋放；氨酸類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)大量釋放； 谷氨酸類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)作用于突谷氨酸類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后的觸后的AMPAAMPA受體，引起細(xì)胞受體，引起細(xì)胞膜的去極化，解除鎂離子對(duì)膜的去極化，解除鎂離子對(duì)NMDANM