通讯员:赵春秋 王遵亮
2015年9月24日上午10点30分,哈佛医学院Kaeser实验室的刘长亮博士在实验室三楼会议室进行了一场关于探索多巴胺能神经元分子活动区(Active zone)的学术报告。多巴胺(Dopi Amine, DA)是负责情感、奖赏、渴望等高级神经活动的神经递质。DA 可以激活位于投射区的突触后神经元表面的DA 受体。DA受体激活后可以通过不同亚型的G蛋白调节突触后神经元的腺苷酸环化酶的活性,从而调控生物体的认知、情绪、运动等生理行为。脑底部的多巴胺神经元是正常运动行为的关键,它们的损失会导致帕金森氏症等疾病,主要集中在中脑区域。刘博士及其同事利用超高分辨率三维成像、膜片钳、基因敲除以及病毒包装等多种分子生物学技术手段证实了多巴胺能神经元活动区的存在,并对其主要结构功能特征进行了系统性研究。
在自然选择压力下,生物体为了躲避天敌、捕食猎物而进化出了越来越快的反应速度。神经传导的速度和精确度对于生物体响应外界刺激的反应时间起着决定性作用。在神经传导过程中,神经冲动在神经纤维上的传导速度是非常快的。例如,有髓神经纤维的传导速度可达每秒数十至数百米。而神经突触传递因为需要突触前末梢 Ca2+内流触发囊泡分泌、递质扩散、突触后受体激活并产生突触后电位等步骤,所以形成了突触传递的潜伏期。与神经纤维上电传导的速度相比,完成突触传递所需要的时间相对较长。而多巴胺能神经元的受体都在突触之外,即信号传导都在突触外,且受体属于GPCRs受体,是一种响应非常慢的受体。刘博士的研究成果为进一步认识这种在时间与空间上都不占优的信号传导系统在发育演化中的作用提供了可能。
参考文献:
1 Prefrontal cortex gates acute morphine action on dopamine neurons in the ventral tegmental area. Changliang Liu, Xing Fang, Qianqian Wu, Guozhang Jin, Xuechu zhen, Neuropharmacology 2015 Apr 14 (15): 00130-6
2 The Active Zone Protein Family ELKS Supports Ca2+ Influx at Nerve Terminals of Inhibitory Hippocampal Neurons. Changliang Liu, Lydia S.Bickford, Richard G. Held, Hajnalka Nyitrai, Thomas C. Südhof and Pascal S. Kaeser, J. Neurosci 2014 34(37):12289 –12303
3 GABA neurons in the ventral tegmental area responding to peripheral sensory input. Changliang Liu, Ming Gao, Guozhang Jin, Xuechu zhen, PloS One 2012; 7 (12): e51507
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5 l-Stepholidine increases the frequency of sEPSC via activation of D1 dopamine signaling pathway in rat prelimbic cortical neurons. Ming Gao, Changliang Liu, Shen Yang, Xuechu Zhen, Guozhang Jin, Acta Pharmacol Sin 2007 28(5):627-33.