Henderson et al. установили, что мыши EphB2 обнаруживают снижение long-term potentiation (LTP) в гиппокампе как в CA1 области, так и в dentate gyrus. Grunwald et al. сходное снижение обнаружили в CA1 LTP, особенно в течние ее поздней фазы, и заметные изменения как long-term depression (LTD) так и реверсии LTP. известной как depotentiation. Grunwald et al. показали, что пространственная память, которая зависит от функции гиппокампа, дефектна у EphB2 нокаутных мышей.
Все это указывает на то, что Eph рецепторы участвуют в синаптической пластичности. Фосфорилирование NMDA рецепторов нуждается в экспресии EphB2 рецепторов полной длины. EphB2, у которых отсутствует внутриклеточный домен, достаточны для устранения эффект а нокаута на синаптическую пластичность.
John Lisman, Howard Schulman & Hollis Cline
THE MOLECULAR BASIS OF CaMKII FUNCTION IN SYNAPTIC AND BEHAVIOURAL MEMORY
Nature Reviews Neuroscience 3, 175 -190 (2002).
THE MOLECULAR BASIS OF CaMKII FUNCTION IN SYNAPTIC AND BEHAVIOURAL MEMORY
Nature Reviews Neuroscience 3, 175 -190 (2002).
| |
 (Рис.1.) | CaMKII in the postsynaptic density is ideally positioned to detect local Ca2+ entry through the NMDA receptor.  (Рис.2.) | Structure and regulation of CaMKII.  (Рис.3.) | Different forms of CaMKII activation.  (Рис.4.) | CaMKII and its substrate GluR1 are phosphorylated after hippocampal LTP and dephosphorylated after depotentiation.  (Рис.5.) | LTP induced by a pairing protocol requires CaMKII activity.  (Рис.6.) | Effects of perfusion of active CaMKII on CA1 pyramidal cells.  (Рис.7.) | Multiple mechanisms by which CaMKII might enhance transmission.  (Рис.8.) | CaMKII activity promotes synaptic maturation in vivo.  (Рис.9.) | CaMKII affects cortical plasticity.  (Рис.10.) | Learning and memory are affected in animals that express a mutant form of CaMKII. |
Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) — основной белок постсинаптических уплотнений — является Ca2+/calmodulin-активируемый dodecameric энзим. Одним из его главных функциональных свойств является его способность фосфорилировать самого себя. Эта реакция изменяет энзим так, что его активность становится независимой от Ca2+/calmodulin. Этот свойство CaMKII делает ее прекрасным кандидатом на роль хранения долговременной синаптической памяти.
Анализ long-term potentiation (LTP)позволяет понять функцию CaMKII в синаптической физиологии. CaMKII активируется с помощью поступления Ca2+ через NMDA рецепторы, CaMKII необходим и достаточен для индукции LTP.
CaMKII транслоцируется в синапсы и связывается непосредственно с NMDA рецепторами. Подобно автофосфорилированию это взаимодействие снижает зависимость CaMKII от Ca2+/calmodulin. Транслокация CaMKII помещает ее в идеальную ситуацию для контроля синаптической силы, в основном за счет воздействия на функциональные свойства AMPA (-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid) рецепторов, а также за счет из переноса и закрепления на постсинаптической мембране.
CaMKII м. действовать как бистабильный переключатель для долговременного хранения синаптической памяти. Новая модель принимает во внимание не только биохимические свойства энзима, но также и специфические условия, которые встречаются в постсинаптических уплотнениях.
Прогресс, достигнутый в этих исследованиях, позволяет оценить вклад CaMKII в функцию головного мозга на системном уровне. Так, устранение фосфорилирования CaMKII накладывает отпечаток на зависимые от активности онтогенетические процессы и на зависимую от опыта приспособляемостью in vivo. Поведенческие тесты показывают, что память строго нарушается при столкновении с функцией CaMKII.
Long-term potentiation (LTP) синаптической передачи создает экспериментальную модель для изучения механизмов памяти1. Классическая форма LTP базируется на N-methyl-d-aspartate receptors (NMDARs), и было показано, что астроглия может регулировать её активацию посредством Ca2+-зависимого высвобождения NMDAR co-agonist d-serine2,3,4. Высвобождение d-serine из глии делает возможной LTP в культуре5 и объясняет корреляцию между глиальным покрытием синапсов и LTP в supraoptic ядре4. Однако увеличение концентрации Ca2+ в астроглии может также высвобождать и др. сигнальные молекулы, наиболее заметно glutamate6,7,8, ATP9 и tumour necrosis factor-α10,11, тогда как нейроны сами по себе могут синтезировать и поставлять d-serine12,13. Более того, нагрузка астроцитов экзогенным Ca2+ buffers не супрессирует LTP в области гиппокампа CA1 (refs 14–16), физиологическое значение экспериментов в культуре или строгие экзогенные стимулы, воздействующие на астроциты, ставятся под вопрос17,18. Использование глии для индукции LTP, следовательно, остается спорным. В работе было показано, что ограничение внутреннего Ca2+ в индивидуальных CA1 астроцитах блокирует индукцию LTP в ближайших возбуждающих синапсах благодаря снижению оккупации сайтов NMDAR co-agonist. Эта блокада LTP может быть устранена экзогенными d-serine или glycine, тогда как истощение d-serine или нарушение экзоцитоза в индивидуальных астроцитах блокирует локальную LTP. Следовательно, мы продемонстрировали, что Ca2+-зависимое высвобождение d-serine астроцитами контролирует NMDAR-зависимую пластичность во многих тысячах ближайших возбуждающих синапсах.
(Рис.8.) | Рисунки к статье
| |
| Christian Henneberger, Thomas Papouin, Stephane H. R. Oliet (stephane.oliet@inserm.fr) & Dmitri A. RusakovLong-term potentiation depends on release of d-serine from astrocytes Nature 463, 232-236 (14 January 2010) | doi:10.1038/nature08673 |
Long-term potentiation (LTP) синаптической передачи создает экспериментальную модель для изучения механизмов памяти1. Классическая форма LTP базируется на N-methyl-d-aspartate receptors (NMDARs), и было показано, что астроглия может регулировать её активацию посредством Ca2+-зависимого высвобождения NMDAR co-agonist d-serine2,3,4. Высвобождение d-serine из глии делает возможной LTP в культуре5 и объясняет корреляцию между глиальным покрытием синапсов и LTP в supraoptic ядре4. Однако увеличение концентрации Ca2+ в астроглии может также высвобождать и др. сигнальные молекулы, наиболее заметно glutamate6,7,8, ATP9 и tumour necrosis factor-α10,11, тогда как нейроны сами по себе могут синтезировать и поставлять d-serine12,13. Более того, нагрузка астроцитов экзогенным Ca2+ buffers не супрессирует LTP в области гиппокампа CA1 (refs 14–16), физиологическое значение экспериментов в культуре или строгие экзогенные стимулы, воздействующие на астроциты, ставятся под вопрос17,18. Использование глии для индукции LTP, следовательно, остается спорным. В работе было показано, что ограничение внутреннего Ca2+ в индивидуальных CA1 астроцитах блокирует индукцию LTP в ближайших возбуждающих синапсах благодаря снижению оккупации сайтов NMDAR co-agonist. Эта блокада LTP может быть устранена экзогенными d-serine или glycine, тогда как истощение d-serine или нарушение экзоцитоза в индивидуальных астроцитах блокирует локальную LTP. Следовательно, мы продемонстрировали, что Ca2+-зависимое высвобождение d-serine астроцитами контролирует NMDAR-зависимую пластичность во многих тысячах ближайших возбуждающих синапсах.
(Рис.8.) | Рисунки к статье
Сайт создан в системе uCoz