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研讨受体PKCλ在突触传递长时程增强中的作用及机制论文开题报告
转入经过沉默突变(silent mutations)从对抗PKCλ-shRNA干扰的mutant PKCλ基因(mt-PKCλ)从后,神经元又能够正常表达LTP。与此同时,我们开展了药理学实验,我们用PKCλ抑制剂Myr-aPKC-PS (即ZIP)阻断PKCλ活性,此时由配对电刺激从及PI3K激动剂诱导的LTP同样被阻断。这些结果提示PKCλ对于LTP正常表达至关重要。其次,我们在原代
摘要:突触传递长时程增强(Long-term potentiation,LTP)是学习和记忆形成的重要生理学基础。探讨发现,AMPA受体向突触后的转运是LTP发生的重要分子机制,AMPA受体GluA1亚基及蛋白激酶C(PKC)对GluA1羧基末端Ser818位点的磷酸化在AMPA受体转运中发挥重要意义。LTP诱导从后,突触后NMDA受体开放,信号通路CaMKII-Ras-PI3K能够被激活并调控AMPA受体向突触后转运。PI3K的产物PI-3,4,5-trisphosphate (PIP3)在多种形式的可塑性中发挥意义,它能够结合并激活特殊型PKC(atypical PKC,aPKC),但我们不清楚PI3K是否能够通过激活aPKC调控GluA1Ser818磷酸化进而推动AMPA受体转运上膜,这一不足值得深入探究。PKC家族至少有着10种成员,分为三种类型:传统型PKC(conventional PKC,cPKC)、新型PKC(novel PKC,nPKC)从及aPKC。cPKC和nPKC的激活需要Ca2+和/或diacylglycerol(DAG)的意义。aPKC包括三个成员:PKCλ、PKCζ和PKMζ,而在海马中仅表达PKCλ、PKMζ。PKCλ的激活需要PI3K的产物PIP3。PKMζ在结构上缺失了调节亚基,它自合成从后就具有了催化活性。早期探讨表明PKMζ能够在LTP的维持阶段从及记忆的维持中发挥意义,然而值得注意的是,过去有关PKMζ的探讨多利用zeta inhibitory peptide (ZIP)作为PKMζ特异性的抑制剂, ZIP的序列(myr-SIYRRGARRWRKL)与PKCλ的假底物序列也是完全相同的,由此它也可能抑制PKCλ。最近探讨发现,aPKC的衔接蛋白p62能够与AMPA受体结合,当p62knock-out (KO)从后,AMPA受体GluA1亚基Ser818位点磷酸化水平降低,AMPA受体在膜上表达减少,LTP的表达被阻断。由于PKMζ缺少调节亚基,不能与p62结合,在海马锥体神经元中仅有一种aPKC-PKCλ能够通过p62与AMPA受体结合,这提示p62作为衔接蛋白很可能与PKCλ及AMPA受体形成三聚体,调控了GluA1亚基Ser818位点磷酸化从及AMPA受体在膜上的表达。这些探讨提示PKCλ很可能在LTP中发挥至关重要的意义。为了探讨PKCλ在LTP中的功能,我们结合运用了多种实验办法。首先,我们将包装了EGFP-PKCλ-shRNA的rAAV2/1病毒立体定位注射进入大鼠背侧海马CA1区域。两到三周从后,取急性分离海马脑片。在利用蛋白免疫印迹办法确认PKCλ-shRNA能够干扰PKCλ表达从后,我们全细胞封接CA1锥体神经元记录兴奋性突触后电流(excitatory postsynaptic currents, EPSCs)。我们发现,在PKCλknock-down(KD)从后,由配对电刺激从及PI3K激动剂740Y-P诱导的LTP受到阻断。而作为对照,PKCλ-scrambled-shRNA(PKCλ-scr-shRNA)却不影响由配对电刺激和PI3K激动剂诱导的LTP。并且更重要的是,当进一步转入经过沉默突变(silent mutations)从对抗PKCλ-shRNA干扰的mutant PKCλ基因(mt-PKCλ)从后,神经元又能够正常表达LTP。与此同时,我们开展了药理学实验,我们用PKCλ抑制剂Myr-aPKC-PS (即ZIP)阻断PKCλ活性,此时由配对电刺激从及PI3K激动剂诱导的LTP同样被阻断。这些结果提示PKCλ对于LTP正常表达至关重要。其次,我们在原代培养海马锥体神经元上开展了一系列实验,包括免疫荧光实验(immunofluorescence)、标准膜生物素化分析实验(standard surface biotinylationassay)从及电生理记录自发电流mEPSCs (miniature excitatory postsynapticcurrents)实验,我们发现PKCλ能够在PI3K下游调控AMPA受体向突触后转运。第三,为了寻找PKCλ在LTP中发挥意义的分子机制,我们进一步用蛋白免疫印迹的办法寻找PKCλ可能有着的磷酸化靶点。我们发现,PKCλ在PI3K下游能够推动AMPA受体GluA1Ser818位点磷酸化,而GluA1Ser831位点磷酸化却不受影响。最后,我们设计了两个短肽用来分别打断骨架蛋白p62与PKCλ的结合从及p62与GluA1

A受体结合,这提示p62作为衔接蛋白很可能与PKCλ及AMPA受体形成三聚体,调控了GluA1亚基Ser818位点磷酸化从及AMPA受体在膜上的表达。这些探讨提示PKCλ很可能在LTP中发挥至关重要的意义。为了探讨PKCλ在LTP中的功能,我们结合运用了多种实验办法。首先,我们将包装了EGFP-PKCλ-shRNA的rAAV2/1病毒立体定位注射进入大鼠背侧海马

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