Neurotransmitter roles in synaptic modulation, plasticity and learning in the dorsal striatum

doi:10.1016/j.neuropharm.2010.01.008

审查

.2010年6月；58(7):951-61.

doi:10.1016/j.neuropharm.2010.01.008。 Epub 2010年1月21日。

神经递质在背侧纹状体突触调制、可塑性和学习中的作用

大卫·M·洛文格¹

附属公司

PMID： 20096294
预防性维修识别码：项目经理2849868
内政部： 2016年10月10日/j.neuropharm.2010.01.008

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神经递质在背侧纹状体突触调制、可塑性和学习中的作用

大卫·M·洛文格. 神经药理学. 2010年6月.

.2010年6月；58(7):951-61.

doi:10.1016/j.neuropharm.2010.01.008。 Epub 2010年1月21日。

作者

大卫·M·洛文格¹

附属

¹美国马里兰州Rockville Fishers Lane 5625号NIAAA/NIH综合神经科学实验室，邮编：20852。lovindav@mail.nih.gov

PMID： 20096294
预防性维修识别码：项目经理2849868
内政部： 2016年10月10日/j.neuropharm.2010.01.008

摘要

背侧纹状体是一个大前脑区域，参与动作启动、计时、控制、学习和记忆。学习和记忆熟练的动作序列需要背侧纹状体，纹状体亚区参与目标导向（动作输出）和习惯性（刺激-反应）学习。突触传递的调制在纹状体中层棘投射神经元（MSN）的输入和输出控制中起着重要作用。该脑区的突触受到短期调节，包括离子通道功能的变构改变和突触前抑制。纹状体也观察到两种形式的长期突触可塑性，即长期增强（LTP）和长期抑制（LTD）。MSN上谷氨酸能突触的LTP涉及NMDA型谷氨酸受体和D1多巴胺或A2A腺苷受体的激活。LTP的表达似乎涉及突触后机制。谷氨酸能突触的LTD涉及由代谢性谷氨酸受体（mGluRs）和D2多巴胺受体激活刺激的逆行内源性大麻素信号。虽然突触后机制参与LTD诱导，但维持表达涉及突触前机制。在MSN上的GABA能突触上也观察到类似形式的LTD。有关突触可塑性在纹状体学习中的作用的研究刚刚开始。迄今为止的研究结果表明，与可塑性诱导有关的分子参与了这些形式的学习。参与LTP诱导的神经递质受体对于正确的技能和目标导向的工具学习是必要的。有趣的是，在“间接途径”的MSN上谷氨酸能突触的LTP和LTD受体似乎在习惯学习中起着重要作用。需要做更多的工作来揭示学习过程中是否以及何时发生突触可塑性，如果是，短期和长期的哪些分子和细胞过程有助于这种可塑性。

（c） 2009年。爱思唯尔有限公司出版。

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图1
纹状体LTP和LTD中的神经递质和受体作用A）图显示了谷氨酸能纹状体突触的长期突触可塑性类型，以及诱导可塑性和检查药物治疗效果的一般范式。白色条表示给药修改LTP或LTD诱导或表达的时间段。B）纹状体LTP相关机制示意图。LTP的诱导涉及NMDAR的激活，以及直接和间接通路神经元中D1或A2A受体的激活。细胞内钙的增加会引发生化变化，可能包括钙调素依赖性蛋白激酶II型（CAMKIIa）的激活。GPCR刺激DARPP-32的腺苷酸环化酶活性和磷酸化（未显示），但将这些信号通路与LTP表达联系起来的机制尚不清楚。LTP的表达被认为与AMPAR在突触的插入有关。C）纹状体LTD相关机制示意图。突触后去极化激活Cav1.3型电压门控钙通道，而谷氨酸激活I组mGluRs。钙和代谢信号相互作用，刺激内源性大麻素（EC）的合成和释放。EC作用于突触前CB1受体。CB1激活和突触前活动相结合会使突触前释放概率长期降低（可能是由于钙通道功能降低或对囊泡融合产生更直接的影响）。箭头表示刺激，而圆线末端表示抑制。D）与LTP和LTD诱导相关的神经递质受体亚型列表。注意，一旦诱导了可塑性，这些受体似乎不需要维持LTP或LTD。

图2
纹状体技能和工具性/反应性学习涉及不同的机制和不同的纹状体亚区。左）包含背纹状体的大脑冠状半片示意图。与背内侧纹状体（DMS，红色）和背外侧纹状体的技能学习相关的受体、突触可塑性类型和中等棘神经元（MSN）放电变化。还强调了这两个次区域参与技能学习的不同阶段。右）类似的图表，包含有关工具学习和响应学习的信息。DMS（红色）和DLS（蓝色）中与工具学习和反应学习相关的受体、突触可塑性类型和中棘神经元（MSN）放电变化。还强调了这两个次区域参与不同阶段的工具学习类型。

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[3] Adermark L，Lovinger DM。纹状体突触的逆行内源性大麻素信号需要调节突触后释放步骤。美国国家科学院学报2007b；104:20564–20569.-项目管理咨询公司-公共医学

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