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体外共培养癫痫细胞模型中沉默突触的转化及AMPA受体亚基的变化.docx


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引言
癫痫是一种具有高发病率和致残率的脑部神经系统疾病,其发病机制至今尚未完全清楚。研究表明,神经元之间的突触传递异常与癫痫的发生有一定的关系。因此,建立体外共培养癫痫细胞模型并研究其神经突触传递以及活性神经元的变化,对于深入研究癫痫发生的机制和寻找治疗癫痫的新途径具有重要的意义。
本文将重点研究在体外共培养的癫痫细胞模型中,沉默突触的转化及AMPA受体亚基的变化,在分子层面上探究癫痫的发生机制。
沉默突触的转化
沉默突触是指在正常情况下,预埋在神经元的突触终末上的功能性突触前钙离子通道和神经递质蛋白缘结蛋白,无法被释放而处于“关闭”状态的突触。众所周知,突触处在神经递质通过神经元的突触前钙离子通道,在细胞外间隙与神经元结合和传递信号的状态。而在癫痫发作时,部分沉默突触会转化为突触,神经递质就可以从细胞外间隙顺利地通过神经元突触前钙离子通道传递信号了。
研究表明,沉默突触的转化是癫痫发生的重要机制之一。Studies have shown that the transformation of silent synapses is an important mechanism for the occurrence of epilepsy. 这种转化会导致突触递质释放增加、突触传递强度增强,从而使神经元活动性加强,从而影响神经元之间正常的突触传递。
AMPA受体亚基的变化
AMPA受体是一种离子型神经递质受体,其在突触处起着传递神经信号的作用。AMPA受体是单体或四聚体的构型,由Glutamate AMPA receptor 2 (GluA2)、GluA1、GluA3、GluA4四种不同的亚基组成。近年来研究表明,在癫痫发生的过程中,AMPA受体的表达受到了极大的影响。
一般而言,AMPA受体的表达主要集中在突触结构上,保持着一定的平衡状态,维持神经元正常的兴奋和抑制平衡。但在癫痫发生时,AMPA受体的表达会被显著改变,这直接导致突触的传递性质发生变化,从而加重癫痫发作的严重程度和频率。
研究表明,在癫痫发生时,AMPA受体亚基呈现出以下几种变化:
①GluA2亚基重组
研究发现,Glutamate AMPA receptor 2亚基的重组是AMPA受体变化的常见现象。在刺激过度所导致的长期强化型突触塑性(LTP)中,GluA2亚基会被CTIP2去核化,并从突触后钙离子通道中解离,进而引发突触后钙离子通道功能改变,增加兴奋性的迅速卡口及钙离子信号的传递通道。
在癫痫发病过程中,GluA2亚基出现重组,引起突触处棘突贡献明显增强,使得神经元处在高度兴奋的状态中,从而加重癫痫发作的严重程度。
②GluA1亚基表达量增加
研究表明,在癫痫发生时,GluA1亚基的表达量会显著增加。此时GluA1亚基可以形成缺氧-快速激活通过的AMPA受体,这些受体的特征是兴奋刺激引起的突触后电流反应更加迅速。
由于GluA1亚基在高水平的投射神经元突触中表达增加,导致过量的兴奋性信号传递,随之而来的是癫痫发作的持续,神经元生成在癫痫中的活动依赖于GluA1亚基。
③GluA3和GluA4亚基的变化
比起GluA2和GluA1亚基,研究了解GluA3和GluA4亚基的影响相对较少。然而根据已有的研究成果,GluA3和GluA4亚基的异常表达可能是与癫痫发生相关的。在某些癫痫模型中,GluA3和GluA4亚基的表达量会发生变化,从而影响AMPA受体的功能。
结论
总体来看,在体外共培养中的癫痫细胞模型中,沉默突触的转化及AMP受体亚基的变化对于癫痫的发生起到了非常重要的作用。沉默突触的突触转化,使得神经元之间的突触传递会一定程度上加强,进而引发多种神经元活动性表现和癫痫发作,MAP受体亚基的变化进一步强化了这一效应。因此,研究这些结构的特点、功能的变化及其对癫痫产生的影响,有助于寻找新的治疗策略和疫苗药物,对于探究癫痫的发病机制会产生积极的影响。

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  • 时间2025-02-06