聽覺突觸中的甘氨酸調控機制

2021-01-20 科學網

 

許多甘氨酸突觸中γ-氨基丁酸與甘氨酸共存。在2008年2月28日的《神經元》(Neuron)封面文章中,Lu等人證明了γ-氨基丁酸直接調節甘氨酸受體對甘氨酸的應答響應,從而產生適宜聽覺功能的快速抑制作用。囊泡中同時包含強弱激動劑是進行突觸後微調的作用機制。

 

神經元放電模式是通過集中神經興奮與抑制形成,在程度和持續時間上都非常精確。在聽覺腦幹核裡,甘氨酸抑制劑以其快速衰減動力學而著稱,但作用機制一直不為人所知。

 

在最新研究中,科學家通過甘氨酸與天然或重組的甘氨酸受體相互作用,發現該作用的衰減時間是通過γ-氨基丁酸增加而增加的,其中γ-氨基丁酸是甘氨酸受體的弱局部激動劑。激動劑接觸期間的系統變異顯示,快速突觸時段可能是在亞毫秒級尺度上,在生理濃度下與甘氨酸和γ-氨基丁酸的混合物接觸而達成。相應地,突觸前的終端一般包含兩個發送器,通過耗盡γ-氨基丁酸的終端來減緩甘氨酸突觸電流。

 

因此,與甘氨酸共釋放的γ-氨基丁酸,通過直接作用於甘氨酸受體與縮短有效抑制的時間的方式來加速甘氨酸的傳遞。研究人員猜測,也許將強弱激動劑包裹在囊泡中是一個普遍的方法,通過這種方式突觸前神經元可以調節突觸後的反應持續時間。(科學網 武彥文/編譯)

 

(《神經元》(Neuron),Vol 57, 524-535, 28 February 2008,Tao Lu, Laurence O. Trussell)

 

更多閱讀(英文)

 

 

相關焦點

  • HCN通道調控痛覺相關神經元興奮性突觸傳遞的研究進展
    突觸前末梢的調控機制主要有:調控胞內Ca2+或Na+離子濃度、膜電位及多種胞內信號通路(如Ca2+/AC1-cAMP-PKA信號通路和NOGC1-cGMP信號通路)。在突觸後結構中,HCN通道調控樹突整合和EPSPs的機制主要有:增強離子型穀氨酸受體(NMDA受體和AMPA受體)介導的電流、上調胞內Ca2+濃度以及激活多種胞內信號通路(如PLC-PKC信號通路、TNFα-TNFR1-p38信號通路和JNK-NO-cGMP信號通路)。
  • 突觸的進化機制和奧秘!
    進化記錄還顯示,一些囊泡狀的嘌呤核苷酸轉運體在生命早期就已經存在了,通過在混合物中加入適當的受體,粗肽和核苷酸傳遞系統的組成在動物出現之前就已經被掌握了。比如在領鞭蟲中,分泌小泡會從反式高爾基體網絡中萌芽,並與頂端的原生質膜融合;在許多非神經分泌細胞類型的緻密核囊泡分泌過程中,一種幾乎完全對鈣敏感的突觸前機制也會保持活躍。
  • 研究人員發現突觸穩態調控的結構基礎
    突觸結構和功能的紊亂與精神分裂症、自閉症及智力發育遲緩等多種神經精神疾病密切相關,解析突觸後穀氨酸受體如何調控突觸前結構和功能的變化可以為相關疾病的治療提供新思路。目前關於突觸穩態調控的結構基礎了解的很少。
  • 遺傳發育所在微絲細胞骨架調控突觸發育研究中取得進展
    神經元之間如何「交談」,如何在高度複雜的神經網絡中精確地傳遞信息,從而控制我們的各種行為和高級認知功能,一直是神經科學研究的重要內容之一。神經突觸是神經元與其靶細胞之間進行信息交流的特化結構,其結構和功能異常往往導致多種神經精神疾病。微絲細胞骨架對於突觸的形態發育和功能至關重要。然而,由於研究工具和方法手段的限制,我們對微絲細胞骨架如何在神經突觸發揮作用所知甚少。
  • 神經調節質雙向調控突觸小泡數量
    神經調節質雙向調控突觸小泡數量 作者:小柯機器人 發布時間:2019/10/5 18:03:21 美國史丹福大學醫學院Christopher Patzke等研究人員發現神經調節質信號雙向控制人類突觸中的囊泡數目
  • 科學家發現「線粒體炫」調控神經元突觸水平的長時程記憶
    近日,中國科學技術大學生命科學學院畢國強課題組與北京大學分子醫學研究所程和平課題組合作,發現神經元樹突「線粒體炫信號」在神經突觸傳遞短時程記憶向長時程記憶的轉化中可能發揮著關鍵作用,相關成果於6月  突觸可塑性是學習記憶的神經基礎。在不同類型的神經活動的調控下,短時程的突觸可塑性只能持續幾秒到幾分鐘,而長時程的突觸可塑性可維持數十分鐘到數小時甚至更長。聯合課題組猜測,線粒體炫可能參與突觸可塑性的某種信號轉導過程。
  • :遺傳發育所腦腫瘤抑制因子調控突觸發育研究獲進展
    神經突觸是神經元與其靶細胞之間進行信息交流的特化結構。突觸生長過程的精確調控對於神經環路的形成和可塑性至關重要,突觸發育和功能的異常導致多種神經精神疾病包括智力低下、自閉症、精神分裂症和神經變性病等。因此,尋找和鑑定突觸發育和功能調控基因一直是神經生物學家的重要研究內容之一。
  • 科學家揭示前腦突觸的節律調控機制
    科學家揭示前腦突觸的節律調控機制 作者:小柯機器人 發布時間:2019/10/11 14:54:51 2019年10月11日,瑞士蘇黎世大學Steven A.
  • 周專研究組揭示同一囊泡中兩種神經遞質的不同分泌模式及調控機制
    (兒茶酚胺和ATP)按照不同的分泌模式同時釋放,並揭示其囊泡基質依賴性的調控機制。為研究同一囊泡中兩種神經遞質共分泌的調控機制,周專實驗室以神經內分泌細胞(腎上腺嗜鉻細胞)為模型,採用7 μm直徑碳纖維電極(CFE)和sniffer patch雙電極聯合記錄的方法,對兒茶酚胺(Catecholamine,CA)和ATP兩種遞質的「量子化」分泌進行同步測定。研究結果首次提供直接證據,證明CA和ATP的確共存於同一分泌囊泡,並且它們在同一囊泡中進行同步釋放(圖1)。
  • Nature Commun:社交狀態調控觸覺感受的神經機制
    動物依賴特化的機械感受器官和神經元來感知外界環境中的機械力刺激,並做出相應的行為反應。社交環境會顯著地影響動物對外界刺激的感受,同樣的機械力刺激在不同的社交背景下會觸發不同的感受和行為,但這其中的調控機制尚不清楚。本研究發現,觸碰果蠅翅膀會引起踢腿等防禦行為,這個行為是由翅膀邊緣的機械感受器介導的。
  • 樹突棘在神經元中隔離和放大突觸接收的電信號
    然而其機制是怎樣的呢? 研究人員知道樹突棘(dendritic spine)發揮了重要的作用。這些微小的膜性結構從樹突分支中伸出,遍布整個樹突樹(dendritic tree),每個神經元上的樹突棘可以接收來自平均1000個其他神經元的信號。儘管發現它們已超過百年,然而直到今天其功能仍然只有部分被理解。
  • 神經突觸可塑性背後的分子機制
    面對慢性的各級神經網絡活動的變化,動態平衡的神經突觸可塑性保證了神經元細胞在最優範圍內輸出最佳信號。然而,這種現象背後的分子機制人們知之甚少,特別是對於活性增高的回應機制還不為人所知。 在5月22日的《神經元》(Neuron)上,Seeburg等人研究指出,在海馬神經元活性增高的過程中,誘導蛋白激酶Polo樣激酶2(Plk2,也稱SNK)的突觸放大的主要機制是動態平衡的神經突觸可塑性。神經突觸的縮放尺度還需要CDK5,CDK5在磷酸依賴型Plk2與其底物SPAR的結合過程中充當著「啟動」激酶的作用。
  • 科學網—古柯鹼誘導突觸可塑性的機制
    古柯鹼誘導突觸可塑性的機制
  • 研究發現Caspase-3在突觸消除中的作用
    3月13日,中科院上海生命科學研究院神經科學研究所和神經科學國家重點實驗室的羅振革研究組在國際著名學術期刊《DevelopmentalCell》在線發表了關於突觸形成精細化分子機制的研究成果在神經發育的早期,往往形成冗餘的錯誤突觸連接。隨著發育的進程,這些錯誤的連接大多被消除,該過程對於神經環路和神經網絡的精細化至關重要。利用神經肌肉接頭(NeuromuscularJunction,NMJ)為模型,羅振革實驗室對該問題進行了深入研究。
  • 浙大科學家發現大腦神經突觸刪除機制
    4月13日電(周煒 朱涵)浙江大學醫學院神經科學研究所汪浩研究員和段樹民院士合作研究發現,三磷酸腺苷(ATP)可以識別大腦中不需要的神經突觸,在大腦中按下「刪除鍵」。一個健康的成年人的大腦中約有860億個神經元,神經元之間接觸的結構稱為神經突觸。每個神經元會和別的神經元形成大約1000個突觸。剛出生的嬰孩大腦中的突觸數量會隨著發育不斷增多,6歲時突觸數量到達頂峰。此後,大腦又會通過突觸刪除,讓這個數量降低並維持在一個比較穩定的水平。「大腦像個複雜而精緻的花園,花園裡的園藝草木需要被修剪,大腦裡冗餘的突觸也需要被刪除。」
  • 突觸(synapse)結構和功能
    神經肽(neuropeptide)是上述少數「經典」遞質以外的一組多肽分子,它們在神經系統中產生和釋放,作為遞質或影響突觸傳遞的突觸調質(synanpic modulator)發揮作用。第一個神經肽是U.S.von Euler和J.H.Gaddum在1931年發現的。
  • 研究發現突觸可塑性長時期維持機制
    3月2日,《神經科學期刊》(The Journal of Neuroscience)發表了中科院上海生命科學研究院神經所神經元信息處理和可塑性研究組關於突觸可塑性長時期維持的分子機制的最新發現
  • 研究揭示CD47調控細胞吞噬的機制
    研究揭示CD47調控細胞吞噬的機制 作者:小柯機器人 發布時間:2020/8/10 14:46:31 美國加州大學舊金山分校Ronald D.
  • 清華劉萬裡課題組發文報導自身免疫疾病相關的調控B淋巴細胞活化和...
    SLE是最常見的自身免疫疾病之一,以產生多種自身抗體、免疫複合物沉積並累及多器官為臨床表現,造成一系列併發症,其發病機制至今尚不清楚,導致治療手段有限且無法根治。因此探究SLE的發病機制一直是基礎免疫學和風溼免疫病學關注的重點和難點。B淋巴細胞是抗體免疫應答的核心效應細胞。在生理條件下,其通過分泌防護性抗體來清除入侵機體的病原體,從而保護人體的健康,並且留給人體記憶性免疫力。
  • Neuron:科學家闡明神經元細胞突觸可塑性的分子機制
    2015年4月20日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一項刊登在國際雜誌Neuron上的研究論文中,來自日本東京工業大學等處的科學家們通過研究發現,當眼睛中的神經元長時間暴露於光下後,其會改變特殊分子的水平,隨後研究者又鑑別出了一種特殊的反饋信號機制或許是引發這一改變的原因,因此研究者或可利用先天性的神經元特性來保護眼部神經元免於退化或細胞死亡。