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N-甲基-D-天冬氨酸受体在神经系统疾病中的作用研究进展
一、概况N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体是一种配体门控型离子通道,通过不同的亚单位组成,与胞内多种蛋白相互作用.NMDA受体主要集中在突触后膜,在神经传递中发挥以下几种作用:(1)NMDA受体的活化与突触长度的长效性变化有关;(2)传入神经纤维的组成与靶向神经元的发生发展有关;(3)参与谷氨酸介导的兴奋性神经毒性.NMDA受体已知的亚单位有7种:NR1,NR2A~D,NR3A~B.亚单位NR1(NMDA receptor subunit 1)在所有功能性NMDA受体通道中普遍存在,是NMDA受体发挥功能所必需的.
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缺氧及谷氨酸对大鼠海马神经元NMDA通道的影响
目的 观察大鼠海马神经元模拟缺血缺氧时谷氨酸诱发电流的改变,研究缺氧和谷氨酸对大鼠海马神经元N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)通道开放动力学的影响,为中枢神经损伤的康复提供理论依据.方法 实验分为6组;①对照组:通氧+20μmol/LL-Glu+1.0μmol/L Gly;②组1:通氧+50μmol/LL-Glu+1.0 μmol/L Gly;③组2:通氧+100 μmol/L L-Glu+1.0 μmol/L Gly;④组3:通氧+200μmol/L L-Glu+1.0μmol/L Gly;⑤组4:缺氧+20 μmol/L L-Glu+1.0μmol/L Gly;⑥组5:缺氧+20 μmol/L L-Glu+1.0μmol/L Gly+30 μmol/L MK-801.以原代培养的大鼠海马神经元为标本,运用膜片钳技术的细胞吸附式方法记录NMDA通道的单通道电流.结果 在急性缺氧条件下,NMDA通道的开放时间常数τ1,τ2较对照组延长,分别由(0.47±0.12)ms,(5.42±0.33)ms变为(1.02±0.17)ms,(7.47±0.93)ms;关闭时间常数τ1,τ2较对照组明显缩短,分别由(21.13±4.21)ms,(167.83±23.23)ms变为(6.54±1.44)ms,(21.32±2.87)ms;平均开放概率增大,由0.17±0.11变为0.79±0.32,差异有显著意义(P＜0.05).谷氨酸浓度增加时,NMDA通道开放时间常数增大,关闭时间常数减小,开放概率增大.结论 缺氧及谷氨酸能提高海马神经元NMDA通道的兴奋性,促进NMDA通道开放增加.
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多巴胺对大鼠前额叶皮层锥体神经元NMDA受体通道的影响
[目的]探讨多巴胺(DA)对前额叶皮层锥体神经元谷氨酸/N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体的调节作用.[方法]使用细胞贴附式膜片钳技术进行单通道记录,观察不同浓度DA对急性分离的前额叶皮层锥体神经元NMDA受体通道电流的影响.[结果]结果表明:当DA浓度为0逐渐升高到60 μmol/L时,NMDA受体通道的电流幅度由(2.78±0.68)pA升高到(5.42±1.26)pA;短开放时间常数变化不明显,但长开放时间常数由(13.59±1.26)ms升高到(36.19±1.17)ms;长关闭时间常数由(19.73±1.46)ms降低到(2.67±0.75)ms;通道开放概率由0.25±0.09升高到0.56±0.25;当DA浓度继续由60 μmol/L升高到100 μmol/L时,NMDA受体通道的电流幅度回落到(3.56±0.79)pA,长开放时间常数回落到(14.40±1.37)ms;长关闭时间常数恢复为(17.74±1.79)ms,与对照组比较无显著性变化;通道开放概率由0.56±0.25降低到0.17±0.08.[结论]DA可以影响前额叶皮层锥体神经元NMDA受体通道的活动,而且具有浓度依赖性,低浓度有明显促进作用,高浓度则促进作用减弱,甚至有抑制作用.
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严重烫伤后大鼠海马NMDA受体通道特性的变化
目的研究严重创伤对海马NMDA受体功能的影响,为控制创伤后的过度应激反应提供实验依据.方法以大鼠背部30%TBSA Ⅲ度烫伤作为严重创伤过度应激模型,利用细胞贴附式膜片钳技术,观察严重烫伤后0.5、1、2、4、8、24、48 h 海马NMDA受体单通道电流的变化.结果在35 pS电导水平的开放中,各烫伤组海马NMDA受体的电流幅度与对照组相比无显著差异,但开放概率增加非常显著,烫伤后0.5、1、2、4、8 h组开放时间常数τ1和τ2均比对照组显著增加,各烫伤组关闭时间无明显变化.在100 pS电导水平的开放中,各烫伤组电流幅度与对照组相比无显著改变,但通道开放概率增加非常显著.2 h烫伤组开放时间常数τ1和τ2也比对照组显著增加,通道的关闭时间无明显差异.结论严重烫伤主要引起海马NMDA受体通道开放概率显著增加,导致NMDA受体通道显著激活.
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ACTH和吗啡对创伤痛大鼠海马锥体神经元NMDA受体通道的抑制
目的探讨创伤痛大鼠海马锥体神经元NMDA受体通道动力学特性的变化及ACTH和吗啡的作用.方法实验以双侧踝关节离断大鼠为创伤痛模型,应用细胞贴附式膜片钳技术.结果在正常7～10 d大鼠急性分离的海马CA1区锥体神经元上,记录到多数膜片的NMDA受体通道有两个电导水平,分别为50 pS及38 pS,以50 pS占多数,且以短开放为主,但也有长开放通道.38 pS电导仅有短开放通道.大鼠双侧踝关节完全离断后2 h,50 pS及38 pS 短开放通道、50 pS长开放通道的开放概率和开放时间均比正常对照组显著增加,还出现了38 pS长开放通道.在50 pS短开放通道的记录中,ACTH1-24和吗啡可显著抑制创伤大鼠海马CA1区锥体神经元NMDA受体通道的开放概率和开放时间;预先加入阿片受体拮抗剂纳络酮能阻断上述的抑制效应.结论 ACTH和吗啡对伤害性信息传递的调制作用可能与其通过阿片受体抑制创伤大鼠海马NMDA受体通道动力学特性的变化有关.
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缺氧及谷氨酸对大鼠下丘脑神经元NMDA通道的影响
目的 研究缺氧和N-甲基-D-天门冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid, NMDA）通道激动剂谷氨酸对大鼠下丘脑神经元NMDA通道开放动力学的影响。方法 运用膜片钳技术的细胞吸附式方法记录NMDA通道的单通道电流。结果 在急性缺氧条件下，NMDA通道的开放增大，开放时间常数τ1，τ2分别由(0.33±0.10)ms，(4.36±0.26)ms变为(0.93±0.22)ms，(7.64±0.72)ms，关闭时间常数τ1，τ2分别由(18.03±3.50)ms，(171.50±19.10)ms变为(3.42±1.02)ms，(19.39±3.07)ms。平均开放概率由0.12±0.05 变为0.66±0.36。谷氨酸浓度增加，NMDA通道开放时间常数增大、关闭时间常数减小，开放概率增大。结论 缺氧及谷氨酸能提高下丘脑神经元NMDA通道的兴奋性，促进NMDA通道开放增加。
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大鼠皮层神经元NMDA受体通道动力学特性的发育变化
目的:探讨大鼠发育过程中皮层神经元NMDA 受体通道动力学特性的变化.方法:采用细胞贴附式记录急性分离神经元NMDA受体的单通道电流.结果:新生大鼠皮层神经元NMDA受体通道以20 pS通道开放常见,而且多数是以短开放为主,猝发样开放(burst)为主的长开放通道少见;成年大鼠20 pS通道明显减少,35 pS通道明显增多,并且出现35 pS长开放通道,20、35 pS通道的开放时间和开放概率均明显高于新生大鼠.结论:大鼠皮层神经元NMDA受体通道动力学特性有明显的发育变化.
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低氧对大鼠神经元电生理特性的影响
目的:研究低氧条件对急性分离的大鼠大脑皮层神经元NMDA通道开放动力学的影响;方法:运用膜片钳技术的细胞吸附式方法记录NMDA通道的单通道电流;结果:在缺氧条件下,NMDA通道的开放增大,开放时间常数τ1、τ2分别由(0.32±0.13)ms、(3.46±0.26)ms变为(0.89±0.22)ms、(8.54±0.72)ms,关闭时间常数τ1、τ2分别由(17.33±3.20)ms、(167.46±18.90)ms变为(4.24±2.10)ms、(20.50±4.12)ms;平均开放概率由0.11±0.07变为0.56±0.25;结论:缺氧能提高大鼠大脑皮层神经元NMDA通道的兴奋性,促进NMDA通道开放增加.
