級臨五一討論課突觸及粘附分子

突觸及粘附分子陳夢迪高雅琪李悅李瑞穆拉迪力于也萍朱有福韓夏影謝秦陳卓瞿晶鑫2016.01.07突觸及粘附分子突觸的發(fā)生過程粘附分子：Eph受體和Ephrin配體Neurexin、Neuroligin鈣粘蛋白（cadherin）突觸細胞黏附分子（SynCAM）突觸分化誘導基因產物（SynDIG1）突觸的發(fā)生過程突觸的發(fā)生機制突觸分類：電突觸和化學突觸兩大類，后者普遍存在于哺乳類動物。結構：突觸前終扣內含有突觸小泡，是神經遞質的載體，也是突觸前成分的特征性標志。突觸前后面間有200-300A的狹窄間隙。突觸后膜有突觸后密度蛋白，正對著突觸前結構中突觸囊泡的聚集區(qū)。作用方式：神經系統(tǒng)的信息傳遞過程中，各種信使分子通過觸發(fā)特異性蛋白質發(fā)生變化，產生功能效應。突觸的發(fā)生機制132前后突觸活化區(qū),即突觸前后膜的增厚和特化前后突觸活化區(qū)之間的約20nm寬的突觸間隙前突觸終末內的球形突觸小泡突觸的超微結構特征發(fā)育階段：前突觸終末與其他神經元胞體或突起接觸,但突觸前后膜尚未特化,突觸間隙不典型，常常很窄狹。突觸前后膜開始變厚,但突觸后膜尚未特化,突觸前與突觸后膜之間的間隙增寬。前突觸終末內的突觸小泡也逐漸變小。成熟階段：出現典型的突觸超微結構，前突觸終末內有大量突觸小泡,突觸間隙變得更寬。突觸前膜和突觸后膜進一步特化變厚,尤其是突觸后膜更加增寬致密,形成突觸后致密區(qū)。原始階段：原始前突觸終末開始形成，軸突內可以見多形囊泡狀結構。游離，不與其他細胞或樹突接觸。超微結構下突觸的成熟過程發(fā)育階段的兩個時期突觸的發(fā)生機制靶選擇期一個延伸中的軸突不會和它所經路徑上的任何細胞形成突觸，當它到達適當的靶組織時，產生一些信號使生長中的細胞減慢速度，接觸突觸后細胞，形成突觸終末。位置選擇期重塑突觸的原始模式。早期的突觸接觸可能發(fā)展或回縮，也可能完全消失。一個神經元的突起從一個突觸后細胞回縮后，可能和另一細胞形成更加穩(wěn)定的突觸。突觸的可塑性直接調控調控突觸間隙大小調整鄰近活化區(qū)域改變黏附力影響胞內信號系統(tǒng)長時程突觸的可塑性：CAMs的作用可能包括參與突觸結構重塑、長程易化作用及調整神經元與膠質細胞間的黏附力等。CAMs介導的細胞骨架動力學改變涉及活動依賴的突觸重建過程?！L程易化作用：在長時程突觸可塑性中，某些細胞表面黏附分子表達量下調，因而可能使原來限制生長的膜間黏附力減小從而易化可塑性的長期維持。關鍵步驟：前突觸終末與樹突棘之間的接觸。假說1：突觸的發(fā)生主要是通過前突觸終末及其絲狀偽足主動搜尋樹突棘,最終導致突觸前成分與突觸后成分的連結與突觸的形成。假說2：樹突棘的主動搜尋在突觸發(fā)生和形成過程中起著關鍵作用。一般認為前突觸終末是由生長錐發(fā)育而來。※生長錐：①在神經纖維尋徑過程中對神經纖維生長起著導航作用；②在軸突的生長發(fā)育過程中,生長錐可以轉化成前突觸終末。突觸的發(fā)生機制突觸發(fā)生的一般過程前突觸終末或生長錐與樹突棘借助粘附分子相互識別。細胞骨架蛋白發(fā)生重組，各種粘附分子等開始在突觸聚集，形成突觸連接。非必要突觸的消除，突觸的重塑。總結Eph受體和Ephrin配體Eph受體和Ephrin配體介紹紅細胞生成素生成的肝細胞受體(erythropoietin-producinghepatocytereceptor,Eph受體)及其細胞表面配體Ephrin統(tǒng)稱為Eph家族蛋白。在發(fā)育個體中，Eph家族蛋白能夠調節(jié)許多發(fā)育過程，并且Eph家族蛋白還在神經元網絡形成、軸突路徑導引、調節(jié)細胞接觸等諸多個體發(fā)育過程中均起著關鍵作用，而細胞的骨架重排是其能夠調節(jié)細胞多種功能的基礎。生理功能軸突向導Eph受體調節(jié)軸突介導，實驗證實,為了形成正確的介導和視網膜軸突纖維投射,在哺乳動物的中腦需要Ephrin-A2和Ephrin-A5兩種配體與其受體的相互排斥活性在突觸的作用

Eph家族蛋白的功能涉及介導軸突到達靶區(qū)，也影響神經元初始接觸突觸和突觸維持的發(fā)育過程。分子水平調控

Eph受體通過調節(jié)整合素活性從而影響細胞基質粘附作用。Ephrin配體的密度決定Eph介導整合素調節(jié)粘附的效果。低密度的配體以受體依賴的形式刺激整合素介導的粘附作用。參與學習記憶過程EphA能夠影響到突觸可塑性和腦的高級功能。EphB參與突觸可塑性及記憶形成過程。Eph受體和Ephrin配體NeurexinNeuroligin概念1神經黏附分子位于突觸前膜分類2六種蛋白質產物neurexin-α1neurexin-α2neurexin-α3neurexin-β1neurexin-β2neurexin-β3作用3將Ca2+通道功能與突觸囊泡的胞吐作用相偶聯，介導自發(fā)的神經遞質釋放neurexin概念1神經黏附分子位于突觸后膜分類2四種蛋白質產物Neuroligins1，2，3，4作用3與neurexin相互作用，誘導后突觸的形成。neuroligin調控興奮性和抑制性突觸之間的平衡。鈣粘蛋白（cadherin）鈣粘蛋白介紹性質：Ca依賴的鈣黏素家族作用方式：嗜同性結合結構：存在于細胞表面的跨膜糖蛋白作用：對胚胎發(fā)育的細胞識別、遷移和組織分化以及成體組織器官構成具有重要作用。鈣粘蛋白N-cadherin參與了突起的生長。N-cadherin與肌動蛋白的耦聯主要參與了生長錐運動和突起延伸。突起生長cadherin在突觸形成過程中呈現出時空分布特征、特異分布特征。ProN在突觸形成的過程中起負性調節(jié)作用。突觸形成N-cadherin能夠調節(jié)突觸囊泡在突觸前膜的聚集和穩(wěn)定。neurexin-1調節(jié)突觸囊泡的功能依賴于N-cadherin。突觸信息傳遞突觸細胞黏附分子（SynCAM）SynCAM性質：免疫球蛋白功能區(qū)家族，目前已發(fā)現4個成員。結構：胞外段有一個或多個免疫球蛋白樣結構域，具有抗體分子的特征。作用方式：嗜同性結合作用：是突觸前末梢的誘導因子，誘導神經元突觸前末梢的分化以及影響突觸的傳遞。介紹SynCAMSynCAM1表達部位：遍及整個大腦增加發(fā)育期及成熟大腦中興奮性突觸的數目和功能促進突觸形成和限制突觸可塑性，從而調節(jié)神經元回路的連接和重塑突觸分化誘導基因產物（SynDIG1）SynDIG1發(fā)現過程實驗：大鼠的海馬中分離出細胞進行培養(yǎng)并研究突觸形成的過程。發(fā)現：SynDIG1出現在興奮性突觸的表面。特點：在細胞的表面和細胞內的核內體區(qū)室之間循環(huán)。作用：SynDIG1在功能依賴性突觸的發(fā)育和可塑性中具有重要的作用1C末端