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人腦中最有效的神經(jīng)交流物質(zhì)是谷氨酸。到目前為止,它的數(shù)量是最多的,而且涉及到各種操作。其中最令人驚訝的是由于學(xué)習(xí)和記憶獲取而導(dǎo)致的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的緩慢重組,這個(gè)過程被稱為突觸可塑性。

《Neuroscience News》官網(wǎng)1月30日消息

谷氨酸也具有深遠(yuǎn)的臨床意義:在中風(fēng)或腦損傷和神經(jīng)退行性疾病后,谷氨酸可在神經(jīng)元外積累到毒性水平,并損傷或殺死它們。

約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Johns Hopkins University School of Medicine)的Shigeki Watanabe是海洋生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室(MBL)的一名教員和研究員,他的研究方向是描述谷氨酸信號(hào)如何在大腦中起作用,從而使神經(jīng)元溝通成為可能。

在去年秋天的一篇論文中,Watanabe (和幾名MBL神經(jīng)生物學(xué)課程的學(xué)生一起)描述了谷氨酸是如何在神經(jīng)元被激發(fā)后從神經(jīng)突觸中釋放出來的。近日Watanabe在《自然-通訊》(Nature Communications)上發(fā)表了一項(xiàng)后續(xù)研究。

研究于1月29日發(fā)表在《Nature Communications》(最新影響因子:12．121)雜志上

Watanabe說:“通過這篇論文,我們發(fā)現(xiàn)了信號(hào)如何通過突觸傳輸打開開關(guān)以提高可塑性。我們證明谷氨酸首先在AMPA型谷氨酸受體附近釋放,以將信號(hào)從一個(gè)神經(jīng)元傳遞到下一個(gè)神經(jīng)元,然后在第一個(gè)信號(hào)激活后立即激活NMDA型受體,從而激活突觸可塑性開關(guān)。”

這項(xiàng)新研究也是在MBL神經(jīng)生物學(xué)課程中進(jìn)行的,該課程由Watanabe擔(dān)任教員。“這始于2018年(課程學(xué)生)Raul Ramos和Hanieh Falahati,然后我們?cè)?019年與Stephen Alexander Lee和Christine Prater進(jìn)行了跟進(jìn)。第一作者Suo Li是我兩年的神經(jīng)生物學(xué)課程的助教,” Watanabe說。他將于今年夏天返回MBL進(jìn)行課程教學(xué),并發(fā)掘更多知識(shí)。

約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

Source:Marine Biological Laboratory

Turning on the Switch for Plasticity in the Human Brain

Reference:

Li, S．, Raychaudhuri, S．, Lee, S．A． et al． Asynchronous release sites align with NMDA receptors in mouse hippocampal synapses． Nat Commun 12, 677 (2021)．

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