神经科学中突触可塑性的机制研究

主堡堑趁医堂皇堕型堂苤盍生ｉ旦箜！兰鲞筮！塑垦塾垫』旦！！型丛型垫旦塑也坠ｉ：丛型！Ｑ！！：ｙ！！：丝：璺！：！

海马神经元突触可塑性在抑郁症

发病机制中的研究

刘聪韩金红王长虹·４２３·

·抑郁基础专题·

【摘要】目的本文基于目前抑郁症发病机制中海马神经元突触可塑性的研究结果归纳总结，期望为抑郁症的临床和动物实验等研究提供参考和依据。方法２０１４年４月在Ｐｕｂｍｅｄ、中国知网、万方数据知识服务平台以“抑郁”、“抗抑郁”、“丰富环境”、“慢性不可预见性刺激”、“海马”、“突触”、“可塑性”、“突触素（ＳＹＮ一１）”、“微管相关蛋白一２（ＭＡＰ一２）”、“突触结合蛋白一ｌ（ＳＹＴ一１）”、“突触后致密物一９５（ＰＳＤ一９５）”等作为检索词，分析国内外相关研究结果中抑郁与海马神经元突触可塑性、抗抑郁与海马神经元突触可塑性等的关系，总结海马神经元突触可塑性在抑郁症发病过程中的作用。结果检索文献６７９篇，最终纳入分析３７篇，结果显示抑郁症的发病多伴有海马神经元突触可塑性的损伤，一些抗抑郁的治疗过程常伴随海马神经元突触可塑性的恢复。结论海马神经元突触可塑性降低或损伤可能是抑郁症发病的机制所在，可表现为ＳＹＮ一１、ＭＡＰ一２、ＳＹＴ一１、ＰＳＤ一９５等突触相关蛋白功能或表达的改变。同时，利用丰富环境治疗抑郁症的研究也从另一方面证明了抑郁症的发病很可能与海马神经元突触可塑性降低或损伤相关。而抑郁症神经元突触可塑性降低或损伤表现在哪些蛋白的怎样的改变还不十分清楚，未来丰富环境治疗抑郁症的内部设置等仍需进一步研究。【关键词】抑郁；海马；神经元；突触；可塑性

ＡｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｒｅｖｉｅｗｏｆｎｅｕｒｏｎｓｙｎａｐｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｈｉｏｐｐｏｃａｍｐｕｓｉｎｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎＬｉｕｃ０昭，ＨａｎＪｉｎｈｏｎｇ，ＷａｎｇＣｈａｎｇｈｏｎｇ．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｓｙｃｈｉａｔｒｙ，ＴｈｅＳｅｃｏｎｄＡｆｆｉｌｉａｔｅｄＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＸｉｎｘｉａｎｇＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ４５３００２，Ｃｈｉｎａ【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＯｂｊｅｃｔｉｖｅＴｏｒｅｖｉｅｗｔｈｅｎｅｕｒｏｎｓｙｎａｐｔｉｅｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｈｉｏｐｐｏｃａｍｐｕｓｉｎｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｐｒｅｓｅｎｔｓｔｕｄｉｅｓ，ａｎｄｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｂａｓｉｓｆｏｒｓｔｕｄｙｏｆｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｃｌｉｎｉｃａｎｄｍｏｄｅｌ．ＭｅｔｈｏｄｓＴｈｅｗｏｒｄｓ“ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ”．“ａｎｔｉｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ”，“ｃｈｒｏｎｉｃｕｎｐｒｅｄｉｃｔａｂｌｅｓｔｉｍｕｌａｔｅ”，“ｈｉｐｐｏｃａｍ—ｐｕｓ”．“ｓｙｎａｐｓｅ”．“ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ”ｗｅｒｅｕｓｅｄｉｎｄｅｘｗｏｒｄｓ．Ａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｔｉｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｓｙｎａｐｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｈｉｐｐｏｃａｍｐｕｓｆｒｏｍｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｅｎｒｏｌｌｅｄａｔｈｏｍｅａｂｒｏａｄ．Ｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｎｅｕｒｏｎｓｙｎａｐｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｈｉｏｐｐｏｃａｍｐｕｓｉｎｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ．ＲｅｓｕｌｔＴｏｔａｌｌｙ３７ａｒｔｉｃｌｅｓｅｎｒｏｌｌｅｄ．Ｔｈｅｙｓｈｏｗｔｈｅｏｎｓｅｔｏｆｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｔｉｄｅｐｒｅｓｓａｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｌｗａｙｓｃｏｍｂｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅｄａｍａｇｅｏｆｎｅｕｒｏｎｓｙｎａｐｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ．ＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎＴｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｄａｍａｇｅｉｎｓｙｎａｐｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｈｉｐｐｏｃａｍｐｕｓｉｓｌｉｋｅｌｙｔｏｂｅｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ，ｌｉｋｅｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＳＹＮ一１，ＭＡＰ一２，ＳＹＴ一１，ＰＳＤ一９５ａｎｙｏｔｈｅｒｓｙｎａｐｓｅ—ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎｓ，Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｓｔｕｄｉｅｓｏｆｕｓｉｎｇｅｎｒｉｃｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｏｔｒｅａｔｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｄｉｃａ—ｔｅｄｔｈａｔｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｌｉｋｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｓｙｎａｐｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｈｉｐｐｏｃａｍｐｕｓｉｎａｎｏｔｈｅｒｗａｙ．Ｂｕｔｗｈｏｔｈｅｓｙｎ—ａｐｓｅ—ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｓｙｎａｐｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ？Ｈｏｗｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｅｎｒｉｃｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ？Ｔｈｅｓｅｓｔｉｌｌｎｅｅｄｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙ．【Ｋｅｙｗｏｒｄ】Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ；Ｈｉｐｐｏｃａｍｐｕｓ；Ｎｅｕｒｏｎ；Ｓｙｎａｐｓｅ；Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ

2024年5月 第48卷第3期

地黄饮子调节海马神经突触可塑性作用机制研究

李少创1，2，韩 诚1，2，张 正1，2，赵雅飞1，2，秦亚莉1，2，刘 昕1，2，贺文彬1，2，张俊龙1，2

（1.山西中医药大学分子中医药学国家级国际联合研究中心，山西 太原 030024；2.山西中医药大学中医脑病学山西省重点实验室，山西 太原 030024）

［摘要］ 目的：观察地黄饮子改善阿尔茨海默病（AD）模型小鼠学习记忆能力及对海马突触可塑性的影

响，探讨AD治疗机制。方法：选用50只6月龄SAMP8小鼠构建AD动物模型，采用RANDBETWEEN随机函数

将其分为模型组、盐酸美金刚组及地黄饮子低、中、高剂量组各10只，选用同龄SAMR1小鼠10只作为正常组。

地黄饮子各剂量组及盐酸美金刚组按照给药剂量给予相应药物灌胃，正常组和模型组给予等体积纯水灌胃，

连续给药12周。新物体识别、Morris水迷宫、巴恩斯迷宫法分别检测小鼠的学习记忆能力，在体海马场电位实

验记录小鼠海马长时程增强（LTP）效应，免疫组化实验检测突触后致密蛋白-95（PSD-95）、突触素（SYN）蛋

白水平的变化，蛋白质印迹法检测海马神经元NMDAR1、NMDAR2B、Ca2+在细胞内所结合钙调蛋白依赖性

蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）蛋白表达情况。结果：与模型组比较，地黄饮子各剂量组小鼠新物体识别系数增加，差

异有统计学意义（P＜0.001）；在目标象限停留时间明显增加，差异均有统计学意义（P＜0.05，P＜0.01），且平

台穿越次数增加，逃避潜伏期缩短；进入逃生箱所需时间减少，但差异无统计学意义（P＞0.05），在逃生箱所

在象限停留时间明显增加，差异有统计学意义（P＜0.05）。在体海马场电位记录实验表明，高频刺激前各组小

鼠fEPSPs斜率无明显差异，高频刺激后30 min、60 min地黄饮子各剂量组较模型组斜率增高，差异均有统计学

意义（P＜0.05）。与模型组比较，地黄饮子各剂量组CA1区海马神经元PSD-95蛋白、SYN蛋白表达水平上升；

神经科学中的神经可塑性研究

随着神经科学的发展，人们对于神经可塑性的认识也越来越深入。神经可塑性是指神经组织对于环境和经验的适应能力，即神经元与神经回路的结构和功能可以随着经验或刺激而发生改变和调整的能力。神经可塑性不仅仅是大脑发育和学习记忆的基础，还与某些病理状态如脑损伤、神经退行性疾病有关。在神经可塑性研究中，最为关注的是突触可塑性。突触是指神经元之间或神经元与肌肉/腺体之间的连接，是神经系统中信息传递的关键部位。突触可塑性是指突触连接强度和调谐性能可以根据神经活动模式进行调整和改变。本文将从神经可塑性的分子和细胞基础、突触可塑性研究方法、神经可塑性与学习、神经可塑性与病理状态等几个方面来阐述神经科学中的神经可塑性研究。

神经可塑性的分子和细胞基础

神经可塑性的发生需要许多分子、细胞机制的参与。分子机制方面，突触可塑性所涉及到的主要是神经递质的释放和受体的调节。神经递质是神经元之间的化学信使，可以调节神经元间信息的传输和突触强度。神经递质的受体是突触前和突触后膜上的蛋白质，可以调控突触的膜电位、钙离子浓度和细胞内信号传递。而突触可塑性的细胞机制包括突触前和突触后细胞质计算模型及突触内膜面的骨架动态变化等。

突触可塑性研究方法

神经可塑性的研究需要涉及到生理学、生化学、分子生物学、细胞学等学科。从技术上来说，主要方法有记录神经元放电的电生理技术、观察突触形态和功能的电子显微镜和光学显微镜技术、检测神经递质释放的分子遗传学技术、分离纯化突触形成电子显微镜原位结构等。

神经可塑性与学习

神经可塑性和学习的联系一直是神经科学研究的热点之一。学习是指个体通过某种方式获取和保存新的信息或技能并且融入到其生物体内部，而神经可塑性扮演了在学习过程中对于感知、认知、记忆的生成和强化的关键作用。学习的过程本质上是突触连接强度和效能的改变，特别是学习过程中一些信息的选择性强化或保护性抑制造成的微小突触强度差异的调整。

对突触的可塑性的分析与探讨

摘要：突触可塑性的研究是近年的研究热点。突触可塑性即突触改变的能力,也就是突触数量可增加或减少和突触生理功能的改变。突触的修饰在很大程度上反映了整个神经系统回路的可塑性,因此也反映了行为的可塑性。突触可塑性与学习和记忆的关系密切，而心理应激与学习记忆以及LTP也存在密切关系，因此，突触可塑性与心理应激也存在密切关系。

关键字：突触可塑性、学习和记忆、心理应激、关系密切

突触是神经细胞间信息传递的关键结构，神经细胞借助突触彼此相互联系，构成机体复杂的神经网络，实现神经系统的各种功能。突触在形态和传递效能上的改变称为突触的可塑性。突触可塑性即突触改变的能力，也就是突触数量可增加或减少和突触生理功能的改变。其主要表现形式———长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)现象已被公认为是学习记忆活动的细胞水平的生物学基础[1]。突触的修饰在很大程度上反映了整个神经系统回路的可塑性，因此也反映了行为的可塑性。

一、突触可塑性的发生机制

有关突触可塑性形成机制的学说较多，迄今仍是争论激烈、进展迅速的研究领域。下面以海马CAI区NMDA一依赖性L作为例，介绍得到多数学者认可的经典理论。该理论认为，当突触前纤维接受某种高频条件阈上刺激时，大量神经递质同时释放，作用于突触后AMPA受体，产生较大的EPSPs，致使突触后膜去极化，NMDA受体中的Mg2+ 阻隔被去除，NMDA受体激动，Ca2+ 内流，进而引发胞内Ca2+ 库释放，进一步增加胞内游离Ca2+，从而激活一系列细胞内Ca2+ 依赖的级联反应，最终使突触后膜受体等重要蛋白质磷酸化、基因表达改变、蛋白质合成增加，最终产生突触传递效率长时程增强的现象。其中心环节是NMDA受体的激活。NMDA受体是一种配体、电压双重门控的特殊通道，其激活需要谷氨酸等配体和膜电位去极化双重条件，而一定频率的条件刺激刚好能满足这一双重条件，故能启动可塑性变化程序。