揭开脑细胞信号传递之谜

生物通报道：匹兹堡大学神经科学副教授Jon W. Johnson和前匹兹堡大学研究生现于卡内基•梅隆大学-的钱安琪（Anqi Qian，音译）合作，发现了各种NMDA（N-methyl-d-aspartate）受体执行各种功能的方式。研究结果刊登于《Journal of Neuroscience》杂志，标题为《Permeant Ion Effects on External Mg2+ Block of NR1/2D NMDA Receptors》。

　　

生物通报道：在Neuroscience杂志一篇文章中，Johnson 和Qian 对与记忆形成和精神分裂症、阿而茨海莫氏症等疾病有关的NMDA受体亚型进行了描述。

一小时以后，你能否记起这篇文章？这些都取决于你大脑中一种叫做NMDA的受体蛋白，此蛋白使神经元之间建立连接机制。匹兹堡大学神经科学副教授Jon W. Johnson和前匹兹堡大学研究生现于卡内基•梅隆大学的钱安琪（Anqi Qian，音译）合作，发现了各种NMDA（N-methyl-d-aspartate）受体执行各种功能的方式。研究结果刊登于《Journal of Neuroscience》杂志，标题为《Permeant Ion Effects on External Mg2+ Block of NR1/2D NMDA Receptors》。

脑细胞之间进行信号传递，依赖于能够在胞内和胞外之间传导带电粒子或者离子的特异分子受体。离子也能反过来影响受体的作用方式。Johnson和Qian对离子对受体的影响进行研究，发现离子对于不同受体分子的作用方式不同。计算机模型显示，离子与受体相互作用的不同，部分是因为与受体功能特异性相应的结构不同。

Johnson说 这些研究有助于解释一种关键进化环节：产生的受体分子，具有细微可协调特征，却能使脑功能最大化。

NR1/2D受体受体也许研究最少的重要NMDA受体亚型，但是有越来越多的证据显示NR1/2D在长时程抑制(long term depression,LTD，与长时程增强long-term potentiation相似，与学习记忆存在密切联系)过程和阿尔茨海莫氏症等疾病中发挥重要作用。对于NMDA受体工作机制的更好了解有助于治疗神经分裂症、阿尔茨海莫氏症、中风等疾病。

记忆形成依赖于脑细胞之间联系即突触（synapses）的巩固。假如不小心碰触高温火炉，手部发出的疼痛信号和眼睛产生的视觉信号会几乎同时到达大脑，形成记忆。特别强调的是，记忆需要突触各种类型受体的相互协调，流过NMDA受体中的通道的钙离子电流发挥中心作用。

神经元突触释放的谷胺酸盐，与受体神经元表面的NMDA受体结合，进行信号传递。受体神经元产生兴奋，镁离子会从NR1/2A受体（NMDA受体亚型之一）通道中排出，钙离子通过受体细胞突触开放的通道涌入受体细胞，引发突触加强，最终产生“高温火炉＝疼痛”的记忆。

NR1/2D是另一种能够帮助塑造记忆的NMDA受体类型。NR1/2A受体需要强烈的兴奋才能引发钙离子流过质膜，NR1/2D受体能够对很微弱的信息作出反应。

文章中，Johnson 和Qian进一步阐明了NR1/2D的作用机制。令Johnson感到吃惊的是，镁离子阻塞NR1/2A受体通道，在NR1/2D受体中却“畅通无阻”。这些受体中，镁离子更如同一“渗透”离子，流过通道不费吹灰之力。

除了利用计算机模型，研究人员利用膜片钳技术，对镁离子进入和离开离子通道的时间进行精确记录。Johnson 说：“因为目前我们对于NR1/2D受体所知有限，将其与人类疾病和记忆直接联系起来还有一定困难，但是我坚信随着研究的深入进行，NR1/2D和疾病、记忆之间的关系会逐渐浮出水面的。”

研究受到美国国家心理健康研究所（National Institutes of Mental Health）资助。(生物通记者 子元)