李 君,高维娟

    学习和记忆是脑的高级功能,是一个相当复杂的生理过程,目前认为学习记忆机制是突触传递效能的长时程增强(Longterm potentiation,LTP),被认为是学习与记忆的一个细胞模型[1]。LTP的形成与突触前递质的释放、突触后相关受体通道以及各种蛋白激酶、逆行信使、即早基因等密切相关。谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中最重要的兴奋性神经递质,主要在谷氨酸受体的介导下实现其在脑内的众多功能。谷氨酸受体被激活后除参与快速的兴奋性突触传递外,还可以调节神经递质的释放、突触的可塑性、LTP和长时程抑制(long-term depression,LTD)以及学习和记忆等中枢神经系统正常的生理功能[2]。本文就离子型谷氨酸受体参与学习和记忆的分子机制研究进展进行了综述。

    1 离子型谷氨酸受体概念及其组成

    离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptor,iGluR)为配体门控离子通道型受体,它们与离子通道耦联形成受体通道复合物,介导快信号突触传递。根据特异选择性激动剂的不同,离子型谷氨酸受体主要分为3种亚型:①N-甲基-D-门冬氨酸(N-Methy1-D-aspartic acid,NMDA)受体;②α-氨基羟甲基恶丙酸(α-amino-3-hydroxy-5-methy1-4-isoxazole propionic acid,AM PA)受体;③海人藻酸(kainic acid,KA)受体。NMDA受体由 NR1、NR2、NR33个亚单位,NR2亚单位又可以进一步分为NR2A-D4 个亚型;AM PA 受体由 GluR1、GluR2、GluR3、GluR44个亚型构成;GluR5、GluR6、GluR7和 KA1、KA2构成了 KA 受体。

    2 学习记忆的生理基础

    2.1 LTP的发现及概念 1973年,Bliss等[3]发现家兔海马神经元在短暂高频刺激后,兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential,EPSP)增大,海马突触传递可在数秒内增强,其增强效果能持续数小时至数周,他们把这一现象称为突触传递的长时程增强。目前普遍接受LTP是单突触受到重复刺激或两组突触共同活化后产生的谷氨酸盐兴奋性突触后反应的增强,这种突触后反应的增强可引起突触传递效能的持续变化。根据LTP的持续时间将其分为早时相LTP(earlyphase LTP,E-LTP)和晚时相LTP(late phaseLTP,L-LTP),前者持续1 h～3 h,不需要合成蛋白[4];后者可持续24 h以上,需要合成新的蛋白[5] ......