Control of synaptic plasticity
Контроль синаптической пластичности
|
MAPK CASCADE SIGNALLING AND SYNAPTIC PLASTICITY
Gareth M. Thomas & Richard L. Huganir
Nature Reviews Neuroscience V. 5. № 3. Р. 173 -183 (2004)
Перевод И.Г. Лильп (lilp@mail.ru) |
(Рис.1.) | Activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) by synaptic signalling, and downstream targets.
(Рис.2.) | Extracellular signal-regulated kinase (ERK) activation is required for synaptic plasticity, learning and memory, and increased -amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid receptor (AMPAR) transmission.
(Рис.3.) | Extracellular signal-regulated kinase (ERK) signalling is required for processes that underlie synaptic plasticity.
(Рис.4.) | Parallel mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades might regulate distinct forms of synaptic plasticity.
|
|
| |
Митоген активированный протеин киназный (mitogen-activated protein kinase – MAPK) каскад, ведущий к активации внеклеточных сигнал-регулируемых киназ-1 и -2 (extracellular signal-regulated kinases – ERK1 и ERK2) играет ключевую роль в дифференцировке одних клеточных типов и в пролиферации других. Однако недавние исследования показали, что этот каскад участвует и в контроле синаптической пластичности во взрослом мозге. Оказалось, что ERK сигнализирование является важным отличительным признаком транскрипционных событий и может регулировать синаптические мишени, которые контролируют пластичность. Обнаружено также участие «параллельного», но особого киназного каскада, ведущего к активации р38 MAPK, который может контролировать разные формы синаптической пластичности.
В зрелых нейронах митоген-активированная протеин киназный (mitogen-activated protein kinase – MAPK) каскад, ведущий к активации внеклеточных сигнал-регулируемых киназ (extracellular signal-regulated kinases – ERKs) стимулируется возбудительным глутаматергическим сигнализированим и, следовательно, может играть важную роль в синаптической пластичности.
Для выяснения роли ERKs в мозге были разработаны специфические ингибиторы MAPK каскадов, которые блокировали индукцию долгосрочного потенцирования в гиппокампе. Позже ERK-зависимость была показана для многих других форм синаптической пластичности.
Эксперименты, в которых использовали ингибиторы и изучали поведение животных, показали, что ERK участвует в процессах обучения и памяти (пространственное обучение, запоминание состояния испуга (fear conditioning) и запоминание вкусового отвращения (conditioned taste aversion)).
На клеточном уровне ERK активность влияла на два процесса, которые, вероятно, лежат в основе изменений синаптической передачи – на активность постсинаптических AMPA рецепторов и структурную пластичность.
Активная ERK присутствует в ядрах стимулированных клеток, а также в цитоплазме и дендритах, указывая на то, ERK каскад контролирует фосфорилирование мишеней внутри ядер и вблизи синапсов.
Субстраты для ERK каскада во время синаптической пластичности, вероятно, включают потенциалозависимый калиевый канал Kv4.2, цитосклетные белки и транскрипционные факторы, такие как Elk1 и CREB.
p38 MAPK активно экспрессируется в мозге взрослого организма. Это доказывает, что киназный каскад, ведущий к активации этого MAPK также является ключевым регулятором синаптической пластичности.
|