M1毒蕈碱型胆碱信号途径对AMPA受体GluA2运输的调控及其在突触可塑性中的作用

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基本信息

  • 批准号:
    81703478
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.1万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3501.神经精神药物药理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

M1 Muscarinic acetylcholine receptor plays an important role in learning and memory. Activation of M1 receptor modulates synaptic plasticity of hippocampal neurons directly or by enhancing the function of NMDA receptors. AMPA receptor trafficking plays a key role in the regulation of the synaptic strength. However, the regulation of AMPA receptor by muscarinic receptors has not been fully clarified. In our preliminary study, we demonstrated that activation of M1 receptor could modulate the trafficking of GluA1 subunits of AMPA receptors in cells of cultured primary hippocampal neurons, which contributes to the secretion of GluA1 to the postsynaptic density.Meanwhile we found that the number and phosphorylation level of GluA2 on the surface of neurons were modulated by M1 receptors as well. The research results of GluA2 help to clarify the modulation mechanism and significance of AMPA receptors by M1 receptors, therefore we will further clarify the details of the regulation of GluA2 trafficking by activation of M1 receptor and elucidate the underlying mechanism through live cell imaging andsubcellular fractionation of postsynaptic densities. Moreover, we will investigate the role of such regulation in synaptic plasticity in hippocampal slices from the mutant mice lack of the phosphorylation sites of GluA2 and in learning and memory in memory-impaired and Alzheimer’s disease mouse models and the phosphomutant mice of GluA2. The study will provide new insight in the role of M1 receptor in enhancement of cognition and it may give a chance to the development of novel methods to combat the impairment of cognitive function such as in Alzheimer’s disease.
M1毒蕈碱型胆碱受体(M1受体)在学习记忆等活动中作用显著。研究表明M1受体可直接或通过增强NMDA受体的功能影响海马神经元的突触可塑性,但对AMPA受体的影响尚未完全阐明,而AMPA受体在神经元内的运输对突触功能起关键作用。前期研究我们证明M1受体激动有助于海马神经元中的GluA1向突触后致密区分泌;同时发现神经元表面GluA2的数量与磷酸化水平亦受其影响。因此我们拟通过活细胞动态观察、突触后致密物蛋白提取等方法深入研究M1受体对AMPA受体GluA2运输的调控作用及其机制;应用点突变小鼠海马脑片研究GluA2的运输在M1受体调控突触可塑性中的作用;应用整体动物模型解析该作用在M1受体调控整体学习记忆中的影响。本课题有助于进一步揭示M1受体激动促进学习记忆的分子机制,有望在阿尔茨海默病等认知功能障碍疾病防治的基础研究中获得新突破。

结项摘要

认知灵活性在功能执行过程中发挥重要作用,胆碱能系统是认知的重要组成部分,主要通过纹状体和前额叶皮质调节认知灵活性。M1毒蕈碱型乙酰胆碱受体(M1mAChRs)是胆碱能系统中一个重要的治疗靶点,其在海马依赖的认知灵活性中的作用尚不清楚。本研究发现,M1mAChRs通过PKC磷酸化Ser880增加GluA2内吞作用。M1mAChR激活引起的海马CA1区长时程抑制(LTD)依赖于AMPA受体GluA2亚基,而不依赖于GluA1。选择性激活M1mAChRs促进了最初习得性反应的消退,并促进了在Morris水迷宫中获得逆转学习,这是一种主要依赖于海马的行为测试。然而,在蛋白激酶C(PKC)磷酸化Ser880缺失的GluA2突变小鼠中,上述作用被取消。抑制PKC可阻断M1mAChR介导的LTD、记忆转换和易化学习。此外,在GluA2突变小鼠和PKC抑制剂处理的小鼠中观察到的缓慢记忆消退似乎影响了逆转学习的巩固和恢复。这些结果表明M1mAChRs主要促进空间反转学习的习得,并进一步阐明这种作用依赖于PKC对GluA2的磷酸化。这项研究有助于阐明M1mAChRs在认知灵活性中的作用,并可能促使认知灵活性的早期预防。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M1 muscarinic receptors facilitate hippocampus-dependent cognitive flexibility via modulating GluA2 subunit of AMPA receptors
M1 毒蕈碱受体通过调节 AMPA 受体的 GluA2 亚基来促进海马依赖性认知灵活性。
  • DOI:
    10.1016/j.neuropharm.2018.12.005
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Neuropharmacology
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Xiong Cai-Hong;Liu Ming-Gang;Zhao Lan-Xue;Chen Mu-Wen;Tang Ling;Yan Ying-Hui;Chen Hong-Zhuan;Qiu Yu
  • 通讯作者:
    Qiu Yu

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其他文献

M1乙酰胆碱受体对AMPA受体GluA1-Ser831位点的调控作用
  • DOI:
    10.13241/j.cnki.pmb.2016.21.001
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    现代生物医学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱含;颜颖慧;赵兰雪;葛艳慧;邱瑜
  • 通讯作者:
    邱瑜

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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