单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,文档之家-http:/ 杨姝 077618,中国医科大学,基础医学院组织胚胎学教研室,指导教师：石玉秀,1,文档之家-http:/ 杨姝,引言,PTSD(Post Traumatic Stress Disorder)创伤后应激障碍，指对创伤等严重应激因素的一种异常精神反应。（是指突发性、威胁性或灾难性生活事件导致个体延迟出现和长期持续存在的精神障碍,其临床表现以再度体验）又称延迟性心因性反应,是指由异乎寻常的威胁性或灾难引起的一系列病态。,2,文档之家-http:/ Traumatic Stress D,综述大纲,LTP的形成机制及维持,（1）LTP相关受体,（2）LTP相关酶类及细胞因子,LTP与PTSD的相关性,LTP的影响因素,（1）慢性铝暴露对海马长时程增强的影响,（2）细胞内Ca2+浓度和CaMKII对长时程增强作用的影响,（3）运动对NMDA受体活性的影响及可能机制,3,文档之家-http:/ term potentiation)学习记忆的机制！,人具有学习记忆的能力，这是众所周知的，但是其机制却无人知晓。1970年神经科学家发现了,长时程增强现象(LTP),，学界普遍认为，这可能就是学习记忆的机制。信号在神经通路中流动，尤其是高频率，多次重复的流动，会造成通路内微妙的变化，再碰上类似信号时通路会更为通畅；这种信息流动的易化是脑最重要的功能之一，即,学习记忆功能,。,5,文档之家-http:/ term potentiation)学,什么是,长时程增强,？,人脑由近千亿神经元组成，每个神经元都与特定的一批神经元相连，这样组成为各种神经通路，从而完成信息处理和输出功能，支配机体正常运转。神经元连接的部位称为突触。1949年Hebb提出一条定律：使用频繁的突触联系会变得更紧密，可理解为突触的特点是用进废退。长时程增强是Hebb学说的实验证据：,高频刺激突触前神经元后，在突触后神经元上纪录到的电位会增大，而且会维持相当长的时间。,6,文档之家-http:/ 1973年Bliss及其合作者，电刺激麻醉,杏仁核,紧邻海马的杏仁核，它是人脑“,情感系统,”的关键组成部分，它起着接收外部感觉信号和促使人体作出行为反应的双重作用。,尤其对,恐惧、憎恶情绪,更为敏感。,因为它与海马非常之近，当人受到强烈情绪影响时，便能将相应记忆长时的保留。,8,文档之家-http:/ LTP的形成和维持是突触前和突触后机制,AMPA受体,与,海人藻酸,（kainic acid，KA）合称非NMDA受体。近年来的研究又发现，QA（使君子酸受体）实际激活了两型受体，即离子型的,氨基羟甲基异恶唑丙酸（AMPA）受体,和,代谢型谷氨酸受体（mGluR）。,随后又发现一种位于突触前膜上的新型受体，即,L2 氨基4 磷酰基丁酸（LAP4）受体,，它属于突触前自身受体，与G蛋白耦联，激活磷脂酶A，催化磷脂酰肌醇水解为肌醇三磷酸（IP3）和甘油二酯（DAG）作为第二信使，再引起一系列生化反应。,10,文档之家-http:/ acid，KA）合称非,（2）LTP相关酶类及细胞因子,实验证实与神经元信息相关的酶在空间学习中起着很重要的特异性作用。比如Ca2+/CaMKII（钙钙调蛋白依赖性蛋白激酶 calciumcalmodulin dependent protein kinase一CaMK）参与形成早期记忆；而将短期记忆转换为长期记忆必需联合赖氨酸激酶和丝氨酸L/苏氨酸激酶（MAPK）；蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶C（PKC）也与LTP 密切相关【4】。CaMKII是突触后致密物质(postsynaptic density，PSD)的重要组成成分，在脑内分布的主要为和亚单位，被Ca2+激活的CaMK II主要通过磷酸化突触前后的靶蛋白，例如AMPA、突触素I(synapsin I)和微管相关蛋白(microtubule assoeiated protein2，MAP2)来参与LTP的诱导和维持。,11,文档之家-http:/ 实验证实与神经元信息相关的,关于神经营养因子在改善学习记忆方面的功效，Black5采用单通道通道记录法证实，脑源性神经营养因子（BDNF）能增加NMDA通道的开放频率。同时他发现BDNF能特异性增强突触后致密物上的NMDA受体亚单位NR1 和NR2B 的磷酸化。根据这些结果，Black 提出了BDNF的作用模型：即行为依赖性经验激活特异性的BDNF基因启动子，导致转录增强，BDNF表达增加，突触后NMDA受体激活，进而产生LTP。Mu等人6向脑内注射BDNF抗体阻断了内源性BDNF的功能，导致大鼠的空间学习记忆能力下降，该实验也证实LTP时高表达的内源性BDNF是成年鼠空间学习记忆的必需。,12,文档之家-http:/ 的相关性,13,文档之家-http:/ 的相关性 13文档之家-http:,病人可表现,：,恐惧、记忆障碍等精神异常,呼吸节律、频率和幅度改变,以及血压、脉搏、瞳孔和唾液分泌变化。,电刺激杏仁核,14,文档之家-http:/ PTSD大鼠急性期杏仁核LTP受到抑制；PTSD大鼠后期杏仁核LTP增强，导致恐惧增强，揭示杏仁核功能异常是PTSD的部分发病机制。,15,文档之家-http:/ 7d时杏仁核LTP增强，恐惧反应增强，之后逐渐恢复至正常。,PTSD样大鼠海马神经元,LTP抑制,，提示可能与PTSD所致,记忆失常,机制相关。,16,文档之家-http:/ 慢性铝暴露对海马长时程增强的影响,既往研究表明【10-12】，铝作为较肯定的神经毒物，可通过慢性蓄积引起神经系统的慢性退行性病变，导致人类学习与记忆功能损害。海马长时程增强(LTP)是脑学习与记忆功能在突触水平的研究模型和细胞基础。有研究结果表明，铝可干扰谷氨酸能神经传递，可扰乱与NMDA受体相关的信号转导途径【13】；铝可降低小脑内CaM的含量【14】。,19,文档之家-http:/ 慢性铝暴露对海马长时程增强的影响 既往研究表明【10,有实验表明，断乳后铝暴露可降低大鼠海马ERK(细胞外信号调节蛋白激酶)蛋白及mRNA【15】PKC(蛋白激酶C)、CaMKII(钙调蛋白激酶II)、Ng(神经颗粒素)表达【16】，MAPK(有丝分裂原活化蛋白激酶)【17】、-CaMK(-钙调蛋白激酶)【18】活性；母体期铝暴露可降低海马细胞内Ca2+浓度【19】；出生前后铝暴露可降低海马内nNOS表达和NO含量【20】。可见，铝损害了作为学习和记忆的细胞基础的LTP诱导与维持的众多环节，从而导致铝暴露组LTP发生率、总PS平均幅值增强率及各时点PS平均幅值增强率均下降，为铝导致学习与记忆能力降低提供了突触及蛋白分子水平的理论支持。,20,文档之家-http:/ 细胞内Ca2+浓度和CaMKII对长时程增强作用的影响,突触是记忆的贮存的部位。人类的神经系统中存在成千上万个突触可能存储大量信息。LTP的研究表明，突触前和突触后神经元内Ca2+浓度的高低均与LTP的诱导及维持有关。有些研究者设想是否可以通过蛋白质作用使每个突触局部的生理及生化过程都能促进长时程信息的存储，从而构成记忆的分子基础。,21,文档之家-http:/ 细胞内Ca2+浓度和CaMKII对长时程增强作用的影,Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶-II（Ca2+/calmodulin-dependent kinase II），或简写成CaMKII，是一种信号分子，在诱导长时程增强(Long-term potentiation，LTP)的过程中起着关键的作用。之前的研究发现，长时程增强在一些类型的学习、记忆中可以增强神经元间的交流活动。杜克大学的Ryohei Yasuda研究小组开发出一种新的成像技术，能够在LTP过程中跟踪单一突触内CaMKII的激发。,单突触LTP过程中CaMKII的激发过程,22,文档之家-http:/ dependent protein kinase一CaMK)具有这一特性，当Ca2+内流时能够使CaMK II磷酸化而被激活，活化的CaMK II自身磷酸化，而且当Ca2+下降后CaMK II的活性仍能保持其状态，因此，人们认为CaMK可能是记忆的分子开关。,23,文档之家-http:/ 运动对NMDA受体活性的影响及可能机制,有研究表明，NMDA受体的激活是运动增强突触可塑性和学习记忆能力的必要过程【22】。Dietrich等【23】报道，一个月的自主跑轮运动可显著性上调大鼠大脑皮层中NMDA受体亚基NRl和NR2B的磷酸化水平，活化NMDA受体，同时发现运动增加了NMDA受体通道的开放率。近年的研究表明，脑源性神经营养因子(BDNF)可以对NMDA受体功能起到上调作用，而运动能增加脑内BDNF的表达量【24 25】，进而增加海马和大脑皮层NMDA受体NRl和NR2B亚基的磷酸化水平【26】，并且增加受体离子通道的开放和信息传递【27】。,24,文档之家-http:/ 运动对NMDA受体活性的影响及可能机制有研究表明，N,综上所述，可知LTP既是PTSD重要的发生机制，又是学习和记忆的细胞学基础，并且受铝暴露、Ca2+浓度、运动等多方面因素的影响，因此研究影响LTP的因素可为解决PTSD的治疗方案提供线索，为其深入研究提供证据。,25,文档之家-http:/ U,Huang YY,Kandel ER.Effects of Camp simulate a late stage of LTP in hippocampal CA1 neuronsJ.Science,1993,260:16611664.,Platerik J,Kuramoto N,Yoneda Y.2000.Molecular mechanisms associated with longterm consolidation of the NMDA signals.Life Science,67(4):64335,Balck IB.1999.Trophic regulation of synaptic plasticity.Journal of Neurobiology,41(1):1018,Mu JS,Li WP,Yao ZB,et al.1999.Deprivation of endogenous brain-derived neurotrophic factors results in impairment of spatial learning and memory in adult rats.Brain Reserve,835(2):259265,26,文档之家-http:/ ML，Charney DS，Deutch AYNeurobiological and clinical consequences,of stress：from normal adaptation to posttranmatic stress disorderMPhiladelpgia：,Lippincott Raven,1995，1535,8.Nutt D，Davidson JRL,Zohar JPosttraumtic stess disorder：diagnosis，,management and treatmentMLondon：Martin Dunitz Ltd,2000，1-99,9.Vanitallie TB.Stress:a risk factor for serious illnessJ.Metabolism,2002,51:40-45,10.Wang M,Chen J,Ruan DY,et al.The influence of developmental period of aluminum,exposure on synaptic plasticity in the adult rat dentate gyrus in vivo.,Neuros