谷氨酸受體神經(jīng)生物學(xué)

谷氨酸受體神經(jīng)生物學(xué)第1頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二受體分類:

離子型受體

激動(dòng)劑拮抗劑

AMPAGluR1GluCNQXGluR2AMPAGluR3GluR4

KainateGluR5GluCNQXGluR6KAGluR7KA1KA2

NMDANR1GluAP5NR2ANMDAMK801NR2BNR2CNR2D第2頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二代謝型受體激動(dòng)劑拮抗劑GroupⅠmGluR1PLC↑DHPGCPCCOETmGluR5MPEPGroupⅡmGluR2cAMP↓ACPDEGLUmGluR3

GroupⅢmGluR4cAMP↓L-AP4CPPGmGluR6PPGMAP4mGluR7L-SOPmGluR8第3頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二三、離子型受體(IonotropicReceptor,iGluR)：（一）NMDA受體：

1．受體亞單位

NMDA受體由兩種亞單位組成，NR1和NR2NR1是組成NMDA受體的基本單位，而NR2是調(diào)節(jié)亞單位。NR2又可分為NR2A、2B、2C、2D四種。功能性NMDA受體由NR1與1個(gè)或多個(gè)NR2亞基組成四聚體。

第4頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第5頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．受體與胞漿蛋白的相互作用

受體的C末端在胞漿并與胞漿蛋白相互作用進(jìn)行功能調(diào)控，能與NMDA受體相互作用的主要是被稱作突觸后致密區(qū)PSD-95等胞內(nèi)蛋白質(zhì)。與胞漿蛋白相互作用的意義在于：（1）受體的定位，受體通過NR2與PSD-95的結(jié)合共定位于興奮性突觸區(qū)；（2）形成信號(hào)傳導(dǎo)復(fù)合物參與信息傳遞；（3）以成簇聚集的方式在膜上存在；（4）與細(xì)胞骨架的錨定。與NR2亞基結(jié)合的PSD-95通過與細(xì)胞骨架蛋白結(jié)合，將NMDA受體和其他相關(guān)的信號(hào)分子結(jié)合在一起。第6頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第7頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

3．受體-通道功能特征

(1)Zn2+（一）

(2)H+（一）PH6.0完全阻斷

(3)甘氨酸：Co-agonist

(4)多胺：甘氨酸依賴性非甘氨酸依賴性

(5)Mg2+電壓依賴性阻斷通道，-70mV基本不開放，去極化后Mg2+與通道親和力降低并移出通道。意義:使通道受化學(xué)，電壓雙重控制。

第8頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二(6)競(jìng)爭(zhēng)性阻斷劑AP5,受體阻斷劑，NMDA受體

antagonist;

非競(jìng)爭(zhēng)性阻斷劑MK801，通道阻斷劑blocker第9頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二NMDA受體模式圖第10頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二不同類型的細(xì)胞受體的作用模式第11頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第12頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二Ca2+與NMDA反應(yīng)的關(guān)系第13頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二NMDA受體-通道被Mg2+

抑制第14頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二甘氨酸加強(qiáng)NMDA受體的電反應(yīng)第15頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

突觸后兩種電反應(yīng),即快反應(yīng)和慢反應(yīng)(4.2ms,81.8ms)第16頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二谷氨酸能突觸及膠質(zhì)細(xì)胞的作用模式圖第17頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第18頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第19頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3.生理作用

(1)參與突觸傳遞

(2)參與突觸傳遞可塑性刺激schaffer側(cè)支引起CA1區(qū)興奮,若給高頻刺激（條件刺激）,再給測(cè)試刺激將引起強(qiáng)烈反應(yīng)，而且持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，即突觸遞長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（long-termpotentiation,LTP）。第20頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

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第21頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

圖示海馬的結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生LTP的示意圖

海馬分為三個(gè)區(qū),由顆粒細(xì)胞構(gòu)成的齒回(DG),由錐體細(xì)胞構(gòu)成的CA3區(qū)和CA1區(qū),以及三條通路,由嗅皮層發(fā)出到齒回的前穿質(zhì)纖維(perforantpath,pp),由齒回發(fā)出到CA3區(qū)的苔狀纖維(mossyfiber,mf)及由CA3區(qū)發(fā)出到CA1去的Schaffer纖維/側(cè)支.它們依次形成突觸聯(lián)系,而且都是谷氨酸能突觸。

刺激Schaffer纖維可以在CA1區(qū)記錄到EPSP(測(cè)試刺激),但在該刺激前給予一個(gè)短串高頻刺激(強(qiáng)直刺激)后,在CA1區(qū)記錄到的EPSP增加,且持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)即LTP。第22頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第23頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二NMDA受體拮抗劑AP5阻斷LTP的產(chǎn)生第24頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

阻斷鈣離子可以阻斷LTP的產(chǎn)生(>2.5ms)

Ca++可以通過激活CaMKII使其自身磷酸化,因而持續(xù)發(fā)揮作用,即使Ca++濃度已降至正常。

第25頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二代謝型谷氨酸受體的激動(dòng)加強(qiáng)了LTP第26頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二AMPA受體介導(dǎo)了LTP的持續(xù)性作用,包括基因表達(dá)的改變以及AMPA受體親和力的增加。(NO也參與LTP的產(chǎn)生過程)第27頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二LTP的意義:學(xué)習(xí)和記憶的基礎(chǔ)

新近的資料表明LTP在痛覺形成中亦發(fā)揮重要作用第28頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.毒性作用

谷氨酸過量釋放形成興奮性神經(jīng)毒，主要是NMDA受體的過度激活通過增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+發(fā)揮毒性作用.腦內(nèi)的疾病造成的神經(jīng)元損傷大都與Ca2+超載有關(guān),如腦缺血,中風(fēng),癲癇,AD,PD等。

Ca2+超載的毒性機(jī)制主要是由于Ca2+濃度增高激活了細(xì)胞內(nèi)很多酶系統(tǒng),如NOS,蛋白水解酶,脂質(zhì)過氧化酶,從而生成大量自由基,NO,同時(shí)線粒體的功能也發(fā)生紊亂,導(dǎo)致細(xì)胞的結(jié)構(gòu)破壞,甚至壞死。第29頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

(二)AMPA&KA受體

AMPA受體激動(dòng)可引起Na+內(nèi)流,主要參與正常的突觸傳遞,形成突觸后反應(yīng)即EPSP。

NMDA受體激動(dòng)后的主要作用是引起細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的變化,即通過Ca2+信號(hào)系統(tǒng)來(lái)發(fā)揮作用。

第30頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二四代謝型受體(Metabatropicreceptors,mGluRs)GroupⅠmGluR1PLC↑DHPGCPCCOETmGluR5MPEPGroupⅡmGluR2cAMP↓ACPDEGLUmGluR3GroupⅢmGluR4cAMP↓L-AP4CPPGmGluR6PPGMAP4mGluR7L-SOPmGluR8第31頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

(一)突觸定位

mGluRs的作用與它的突觸分布關(guān)系密切，即mGluRs若是在突觸前分布,其作用主要是調(diào)節(jié)遞質(zhì)的釋放,而分布在突觸后則作用是產(chǎn)生突觸后效應(yīng),即EPSP或IPSP.多數(shù)情況來(lái)看,I型mGluRs分布在突觸后,而II型和III型mGluRs主要分布在突觸前,一些區(qū)域仍然有II型mGluRs分布在突觸后,但I(xiàn)II型mGluRs基本都分布在突觸前。

第32頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第33頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

(二)生物學(xué)作用

1.突觸后作用抑制K+電導(dǎo),降低K+電流增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度易化AMPA受體的作用(PKC&Ca2+依賴性)

易化NMDA受體的作用(PKC依賴性)

最早發(fā)現(xiàn)的是AP4的突觸抑制作用,之后發(fā)現(xiàn)了其它的mGluRs激動(dòng)劑同樣也有抑作用制,主要是II&III型mGluRs被激動(dòng)后發(fā)揮的抑制作用。2.突觸前作用第34頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

(1)作用特征

AP4發(fā)揮突觸前抑制時(shí)不改變突觸后神經(jīng)元的電學(xué)特征,如輸入阻抗,膜電位等。

AP4既能抑制AMPA受體激動(dòng)的作用,同時(shí)也能抑制NMDA受體激動(dòng)的效應(yīng),意味著突觸前釋放的遞質(zhì)減少了,而非突觸后效應(yīng)所致。

AP4發(fā)揮突觸抑制作用時(shí),外源性谷氨酸對(duì)突觸后受體的激動(dòng)作用不受影響。

AP4可以加強(qiáng)雙脈沖刺激引起的突觸前抑制作用,后者是突觸前抑制的標(biāo)志。

AP4引起的突觸前抑