生理学报杂志
Acta Physiologica Sinica 생리학보
- 主管单位： 中国科学院
- 主办单位： 中国科学院上海生命科学研究院,中国生理学会
- 影响因子： 0.86
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 0371-0874
- 国内刊号： 31-1352/Q
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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大鼠背根节慢性压迫或急性分离引起的cGMP-PKG信号通路持续激活介导背根节神经元的异常兴奋性和痛觉过敏
背根节(dorsal root ganglion,DRG)损伤或炎症可导致DRG神经元兴奋性异常增强和痛觉过敏.我们近期研究显示,长期慢性在体压迫(chronic compression of DRG,CCD)或急性离体分离(acute dissociation of DRG,ADD)背根节导致的神经元兴奋性异常增强和痛觉过敏受环鸟苷酸(cGMP)-蛋白激酶G(PKG)信号通路活动的调控.本研究采用大鼠CCD模型和ADD模型,直接在DRG上检测cGMP浓度和PKG mRNA及其蛋白质的表达,进一步证明了cGMP-PKG信号通路活动在CCD和ADDDRG所致神经元兴奋性异常增强和痛觉过敏中的重要作用.酶联免疫吸附测定(ELISA)和逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)的实验结果显示,CCD或ADD明显增高DRG内的cGMP浓度,上调Ⅰ型PKG mRNA和PKG蛋白质表达.电生理膜片钳全细胞记录结果显示,CCD和ADD显著增强伤害特异性DRG细胞的兴奋性及其对cGMP-PKG信号通路激动剂的反应强度.增强的细胞兴奋性可以被cGMP-PKG通路阻断剂所抑制.在体压迫DRG的椎间孔内注射cGMP-PKG抑制剂显著减轻痛觉过敏.以上研究结果表明,CCD和ADD可以激活DRG细胞内的cGMP-PKG信号通路,而损伤的DRG细胞的超兴奋性和痛觉过敏的维持则需要cGMP-PKG信号通路处于持续的激活状态.
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干扰素激活基因15作为一种急性和慢性神经损伤的通用标记
在中枢神经系统中干扰素(interferon,IFN)信号系统的激活通常与炎症相关.但是,在肌萎缩性侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)动物模型SOD1(G93A)小鼠的脊髓中,症状前阶段Ⅰ型IFN激活基因(IFN-stimulated genes,ISGs)的高度激活可在没有明显炎症的情况下发生.为了确定同样的信号系统是否在其它神经损伤中也有增强,我们检测了一种IFN激活基因ISG15在急性和慢性神经损伤的小鼠模型中的蛋白表达水平.我们观察到ISG15蛋白在经受全脑缺血或创伤性脑损伤的小鼠以及过度表达HIV gp120蛋白的转基因小鼠的大脑中显著增加.以上结果提示,ISGs的激活是神经损伤的一种普遍特性,并且ISG15可成为一种适用于检测中枢神经系统神经损伤的生物标志.
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关于现有Neuroligin小鼠模型的总结
Neuroligin是位于神经元突触后膜并介导突触生成的一类细胞粘附分子.其家族蛋白可特异性介导兴奋性或抑制性突触形成.已有多项研究显示,neuroligin基因突变与自闭症等精神发育迟滞疾病相关.而因neuroligin蛋白功能异常引起的系列变化亦在小鼠模型中得到印证.neuroligin基因缺失,敲入或变异基因替代等小鼠模型,尤其是自闭症相关小鼠模型出现社交能力减弱,学习与记忆能力减退及强迫症相关表型,与人类自闭症症状相似.研究更进一步显示,该类小鼠中存在兴奋性突触及抑制性突触失调现象,并伴随有谷氨酸受体亚单位成分变化.然而,在小鼠模型研究中亦存在与体外研究结论不符情况,甚或出现相悖结论.在此综述中,我们总结了近几年所报道的小鼠模型,研究报道中的小鼠在分子,细胞及行为水平的各种异常现象,并归纳分析在各类小鼠中出现的相似及相异结果,希望能从中了解到neuroligin小鼠模型研究的进展及整体成果.
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果蝇的内向整流型钾离子通道
内向整流型钾离子通道(Kir)是一类特殊的钾离子选择性通道,具有内向整流性,即钾离子内流较外流容易得多.这类离子通道介导许多细胞功能,包括维持静息膜电位,维持钾离子平衡稳态以及调节细胞代谢水平.由于哺乳动物中存在15个Kir基因,目前在单个离子通道突变动物中进行的遗传学研究可能因为基因冗余而未能揭示这类通道的许多重要生理功能.这一问题可通过使用简单模型动物来解决,比如整个基因组只含3个Kir基因的果蝇.在果蝇上开展的成熟的遗传学研究方法还可为发现更多的Kir通道调控机制提供有力的工具.因此在这里我们综述了果蝇Kir离子通道的研究进展.对果蝇Kir通道的了解将会引导我们发现人类Kir通道的新的功能及调控机制,并有助于相关疾病的病理学研究.
关键词： 果蝇 内向整流型钾离子通道 -
蛋白质水解对电压门控Ca2+通道的调节
电压门控Ca2+通道是由多个亚基组成的膜蛋白,其分布广泛,生理功能极为重要,可被众多蛋白和信号传导通路调节.本综述重点介绍蛋白质水解对电压门控Ca2+通道的调节作用及其生理功能.Ca2+通道的主亚基Cavα1可被蛋白质水解,从而调控Ca2+通道的功能和降解,影响基因表达和细胞兴奋性.根据其组织分布,L类Ca2+通道有两种水解模式:在心脏和骨骼肌,Cavα1的羧基末端被水解后与剩余的羧基端结合,抑制Ca2+通道电流.这种自身抑制可被体内分泌的肾上腺素解除,引发心肌和骨骼肌Ca2+电流大量增加,在“打或逃”之类的应激反应中起重要作用,Cavα1羧基末端水解在大脑也存在,并可能是由calpain蛋白质水解酶催化;在某些大脑区域,Cavα1的整个羧基端可被水解并迁移至细胞核,起到转录因子的作用.P/Q类Ca2+通道Cavα1的羧基末端也可被水解,并迁移到细胞核.许多基因突变产生截断型P/Q Cavα1,而这些截断型Cavα1可严重影响正常Ca2+通道的功能,导致人类的疾病.截断型N类Ca2+通道Cavα1可通过诱变产生,影响正常通道的表达.新型Ca2+通道水解新模式可能是未来Ca2+通道研究中一个重要的探索方向.
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糖尿病神经病理性疼痛与嘌呤受体P2X
糖尿病性周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy,DPN)是常见的糖尿病慢性并发症之一,其主要临床表现为:麻木、刺痛、痛觉过敏或痛觉超敏.流行病学资料表明,至少有25％的糖尿病患者合并痛性周围神经病变,该疾病严重影响患者的日常生活,已成为重要的社会医疗问题.然而,糖尿病痛性神经病变的发病机制尚不明确,目前的治疗方案非常有限并且疗效欠佳.本文将对该领域研究中糖尿病动物模型的建立,可能的分子机制和临床治疗方案的选择进行综合评述,并重点阐述嘌呤受体可塑性变化及其信号转导通路在糖尿病痛性神经病变中的作用.研究显示,临床常规治疗方法仅能改善患者的部分症状,而根据糖尿病痛性神经病变的病理机制制定的方案,可以对患者进行更全面的治疗.嘌呤受体信号转导通路有望成为治疗糖尿病痛性神经病变的潜在靶点.
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帕金森氏病中的异常可塑性和习得性动作抑制
帕金森氏病是一种进行性的神经退行性运动障碍疾病,其主要病理特征是黑质多巴胺能神经元的严重丢失.黑质多巴胺神经元的投射区域为背侧纹状体(多巴胺能神经元发出上行纤维到达纹状体).根据经典模型,激活纹状体中型多棘神经元(medium spiny neurons,MSNs)上的多巴胺受体调节它们内在的兴奋性.在Go/NoGo调控中,激活D1受体可增强“Go”直接通路的MSNs的兴奋性,而激活D2受体则可降低“NoGo”间接通路的MSNs兴奋性.因此,多巴胺升高既可增强Go通路的反应性,同时又可降低NoGo通路的反应性.这两种机制均可导致运动输出的增强.相反地,减少多巴胺则更倾向于增强抑制性的“NoGo”通路.因此,多巴胺对于运动表现首先具有直接的、实时的调控作用.然而,除了实时调控MSNs的内在兴奋性外,多巴胺尚具有调控皮层-纹状体可塑性的功能,进而对皮层-纹状体通路产生潜在的、累积性的、持久的改变.我们的研究显示,阻断多巴胺在直接损害运动表现的同时,也介导了NoGo学习(一种习得性动作抑制),从而使得运动能力逐渐恶化.这种恶化是潜在的、累积性的和持久的.NoGo学习是D2受体依赖的,它是一种经验依赖性及任务特异性的学习.NoGo学习与“学习过程被阻断”不同,因为NoGo学习对未来运动的损害甚至在多巴胺水平恢复后仍然存在.近,我们的研究数据表明,在缺乏多巴胺时,NoGo学习起源于皮层-纹状体间接通路中突触的LTP增加,很大程度上参与了形成帕金森样的运动障碍.我们的研究指出了一种针对帕金森氏病的新型治疗策略:即直接针对信号分子来调控皮层-纹状体可塑性(如cAMP通路从及其下游信号分子),进而防止由于多巴胺去神经调控产生的异常可塑性.
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古曲新韵:下行性5-羟色胺系统在疼痛机制中的作用
大量临床和基础的研究提示5-羟色胺(5-HT)系统参与了生理痛觉的调节和慢性痛的机理.近来,随着全新的基因调控技术和药理上特异性5-HT受体亚型试剂的应用,人们对5-HT系统在脑干下行痛觉抑制和易化机理中的功能又有新的认识.尽管这些研究揭示了下行性5 -HT传导及其脊髓内受体在痛觉调制的新功能,但5-HT系统在慢性痛的形成和维持等方面的作用仍了解甚少.本文回顾了近年来在此领域已取得的进展,力图更新我们对这一经典神经递质和相关受体信号系统及其可塑性变化在慢性痛机理中的认识,进而引导我们寻求新的战略来发展有效的临床抗慢性痛药.
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张香桐冷泉港讨论会“树突”论文发表60周年
张香桐(Hsiang-Tung Chang,Xiang-Tong Zhang)在冷泉港讨论会发表著名的《大脑皮层神经元特别注意其顶树突》报告已整整60年.这60年来,由于各种精细技术的发展,许多有关树突功能的认识已经大大推进.我们现在知道:树突在接受刺激而兴奋后,能够顺向、逆向传导；树突有钠锋电位和钙锋电位,有相应的钠电导和钙电导；树突可以接受谷氨酸而兴奋.近来甚至可以用去笼囚谷氨酸方法,在微米尺度上进行化学性刺激,树突上突触后致密(PSD)的分子组构得到定量研究.虽然树突研究的进展很大,但困难仍然不少,如树突棘的整合作用就是一个难点.
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Hsiang-Tung Chang's scientific contributions:a legend and a legacy
As Dr.Hsiang-Tung Chang approached his late 80s,he began the task of sorting and compiling all of his scientific writings into volumes.He later acknowledged that he was initially ambivalent about the idea when colleagues first suggested it to him,but quickly came to believe that the effort should be seen as beyond his own personal interest and significance,and that the archives would be of good value from both the scientific and historical perspectives.On the opening page of the completed volumes,Chang devoted the entire space to a single-sentence quote - printed in bolded large font in English as well as in Chinese translation - by British physiologist Ernest H.Starling about the neurophysiologist Keith Lucas:"His whole life was in his work and so the work reveals the man".
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张香桐教授对前苏联神经科学的影响
张香桐教授是中国神经科学的奠基人之一.半世纪前他的回国有着深远的意义,其影响并非局限于中国.对前苏联神经科学先驱科斯特尤克的研究显示,前苏联现代神经科学的起源可部分追溯到张香桐教授.
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