LTP过程中突触后NMDA受体转运对AMPA受体转运的可能影响

离子型谷氨酸受体包括AMPA受体、NMDA受体和KA受体。在兴奋性突触传递发生的可塑性中，LTP（long-term potentiation）是最重要的细胞模型。突触后活动依赖的AMPA受体转运上膜是LTP的重要分子机制。相对来说，传统观点认为NMDA受体在突触后是较稳定的。但近年的研究发现突触后的NMDA受体并不是固定不变的，也可以发生类似AMPA受体的膜转运。而且有些情况下两种受体的转运同时发生，提示这两种转运间可能存在某种关联。那么NMDA受体转运对AMPA受体转运及突触可塑性是否有影响呢？ 为了回答上述问题，我们在海马CA1区锥体细胞上用甘氨酸（Gly）诱导化学性LTP作为实验模型，应用全细胞膜片钳技术，记录NMDA受体和AMPA受体介导的EPSCs。同时采用免疫印迹结合小分子肽干扰技术，研究LTP过程中，阻断NMDA受体转运至突触后膜对突触后AMPA受体转运的影响。结果发现，利用穿膜小肽特异干扰GluN2A与SAP97的结合可阻断Gly诱导的NMDA受体亚基GluN1、GluN2A在突触PSD部位的表达增加及NMDA受体电流的增加，提示NMDA受体的膜转运及其介导的LTP被阻断，令人惊讶的是，在阻断Gly诱导后NMDA受体转运后， AMPA受体亚基GluA1在突触PSD部位的表达增加及AMPA电流的增加被阻断，提示AMPA受体的膜转运及其介导的LTP也被阻断。 为了进一步确定我们上述发现，我们还在采用活细胞动态成像技术，在原代培养海马神经元上转染pH敏感荧光蛋白SEP(super-ecliptic pHluorin)标记的GluA1，观察胞膜GluA1的荧光表达。由于只有当GluA1通过胞吐上膜后,环境pH增加后荧光增强20倍，所以SEP-GluA1能够特异地动态显示GluA1的上膜情况。当灌流PMA和Gly分别诱导了AMPA受体介导的LTP后，均可见AMPA受体的快速胞吐上膜。而预先孵育Tat-SAP97干扰小肽并全程灌流可以阻断Gly诱导后AMPA受体的胞吐上膜，从而直观地证实了Tat-SAP97干扰小肽在阻断NMDA受体上膜后可以同时阻断Gly诱导后AMPA受体的上膜及其介导AMPA受体介导的LTP。 我们的结果提示，LTP过程中两种离子型谷氨酸受体转运间可能存在某种关联，NMDA受体转运上膜对AMPA受体在突触后的转运可能起重要的作用。