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.2012年6月6日；32(23):8065-73.
doi:10.1523/JNEUROSCI.0538-12.2012。

氨基末端配体延长NMDA受体介导的EPSCs

肯尼思·托瓦尔 1, 加里·威斯布鲁克
附属公司

氨基末端配体延长NMDA受体介导的EPSCs

肯尼思·托瓦尔等。 神经科学. .

摘要

NMDA受体亚基的氨基末端结构域对受体组装和脱敏很重要，并结合了锌和伊芬地尔的高亲和力结合位点。这些氨基末端配体被认为是亚单位特异性受体抑制剂。然而，多种NMDA受体亚型参与野生型海马突触的EPSC。为了了解氨基末端配体的作用，我们首先使用培养的N2A和N2B基因敲除小鼠海马神经元。来自这些神经元的EPSC具有分别与N1/N2B和N1/N2A双异构受体相一致的特性。正如预期的那样，锌降低了N2B KO神经元的EPSC峰值振幅，但令人惊讶的是，锌也延长了失活时间，导致电荷的显著重新分配。与EPSC的延长一致，锌对谷氨酸结合受体的首次开放产生了更长的潜伏期，这导致峰值开放的受体数量减少。Ifenprodil对N2A KO神经元的EPSCs有类似作用。在野生型小鼠的神经元中，锌或ifenprodil降低了EPSC峰值，但只有锌引起了显著的电荷重分布，这与这些神经元中的N1/N2B双异构体的少量贡献一致。我们的结果表明，在突触传递过程中谷氨酸释放的非平衡条件下，与氨基末端结构域结合的配体可以改变突触NMDA受体的行为。通过延长EPSCs，氨基末端配体可以显著影响NMDA受体的计算特性，并可能用于治疗目的。

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数字

图1。
图1。
氨基末端配体延长NMDA受体介导的EPSCs。A类，顶部，缓冲锌应用（30和300 n米游离锌）对N2B KO神经元的作用以剂量依赖性的方式降低了EPSC峰值（左）并延长了失活时间，如峰标EPSC（右）所示。竞争对手R（右）-清洁石油产品（50 n米)降低峰值（底部，左侧），但不影响失活（底部，右侧）。B类如峰标EPSCs所示，Ifenprodil降低了N2A KO神经元中EPSC的峰值（左）并延长了EPSC的失活时间（右）。R（右）-CPP不影响这些相同细胞（左下和右下）的失活动力学。锌(C类)和ifenprodil(天)N2B KO和N2A KO EPSC峰（开环）和总电荷（闭环）的剂量-抑制曲线表明锌或ifenprodil对这些参数的相互偏离。中的虚线C类和天与数据相符。对于N2A KO EPSC上的ifenprodil，IC50=489±143牛顿米; n个H（H）= 1.00 ± 0.21; 一最大值=对照的97.4±8.5%。E类,R（右）-CPP将N2B和N2A KO EPSC中的EPSC峰值（开环）和电荷（闭环）降低到相似的程度。对于锌剂量抑制实验，每个浓度代表5到9个细胞的数据。对于3 n的锌浓度米更重要的是，EPSC峰值和充电之间的平均值差异第页值小于等于0.002（成对比较）。对于ifenprodil剂量抑制实验，每个浓度代表3到16个细胞的数据。对于0.3μ的ifenprodil浓度米EPSC峰值和电荷之间的平均值差异越大第页值小于等于0.04（成对比较）。
图2。
图2。
MK-801揭示了突触NMDA受体的开放动力学。A类来自控制组（黑色痕迹）和10μ米MK-801（红色轨迹）显示了峰值振幅的降低以及失活（顶部）和电荷转移（底部）的加速。注意，与控制相比，MK-801减少了60%电荷转移的时间（虚线）。MK-801以剂量依赖的方式降低EPSC峰值和总电荷(B类)但当浓度超过10μ米MK-801型(C类). 60%电荷转移的时间从25.3±1.1 ms缩短(n个=9）至13.8±0.8 ms，10μ米MK-801型(n个=9）和25μ米MK-801没有进一步降低（13.0±0.9 ms，n个= 7). 插图显示了同一神经元在两种MK-801浓度下的峰标EPSC。天，来自对照组N2B KO神经元的EPSC±MK-801（左）或R（右）-CPP±MK-801（中间），表明R（右）-CPP不会阻止MK-801降低EPSC振幅（见箭头）。R（右）-如叠加记录道所示，CPP没有延长EPSC（右）。E类,R（右）-CPP对60%电荷转移的时间或P影响很小o个* (F类). 红色水平条E类和F类指出每种情况的平均值。P（P）o个*是控制EPSC峰值时MK-801中的电荷比率（双箭头为A类)占总费用的比例。
图3。
图3。
氨基末端配体增加突触NMDA受体的第一潜伏期。A类来自N2B KO神经元的EPSCs，位于对照组（黑色痕迹）和25μ米MK-801（红色痕迹）与(B类)100 n内来自同一神经元的EPSC米游离锌（黑色痕迹）和100 n米游离锌加25μ米MK-801（红色痕迹）。C类、叠加EPSC（自A类和B类)在25μ米MK-801±100牛顿米游离锌表明，与未添加锌（黑色痕迹）相比，MK-801在存在锌（灰色痕迹）的情况下阻塞通道所需的时间增加。迹线上方的箭头表示未添加锌（黑色）和100 n时60%电荷转移的时间米游离锌（灰色）。天，25μ米MK-801单独（黑色痕迹）或1μ米ifenprodil（灰色轨迹）表明MK-801阻断通道的能力被ifenprodial减慢。轨迹上方的箭头表示MK-801单独（黑色）或MK-801+ifenprodil（灰色）中60%电荷转移的时间。E类锌和ifenprodil分别使N2B KO神经元和N2A KO神经元在60%电荷下的时间增加。F类，P的减少o个*N2B KO EPSCs和N2A KO EPSC分别由锌和ifenprodil引起。水平红色条英寸E类和F类表示所示每个条件的平均值。在E类和F类，开环是来自N2A KO神经元的数据；闭合圆圈是来自N2B KO神经元的数据。
图4。
图4。
氨基末端配体和野生型NMDA受体介导的EPSCs。A类，野生型EPSC的锌施用降低了EPSC峰值（顶部）并延长了失活时间，如对照组（黑色痕迹）的电荷转移（底部）和300 n米锌（红色痕迹）。插入A类，顶部，是相同的EPSC，但峰值缩放以显示EPSC延长。B类锌对野生型EPSC的剂量-抑制曲线表明，EPSC峰（开环）和电荷（闭环）均有不同程度的降低。虚线是对数据的拟合。中的灰色线条B类为便于比较，与N2B KO神经元EPSCs的锌剂量抑制数据相吻合。对于10 n的锌浓度米更重要的是，EPSC峰值和充电之间的平均值差异第页值小于等于0.03（成对比较）。C类Ifenprodil使野生型EPSC峰和电荷降低到类似程度。插入C类顶部是相同的EPSC，但在控制组和ifenprodil中显示出类似的失活。天，野生型EPSC的剂量-抑制曲线表明，对于所有测试的ifenprodil浓度，EPSC峰（开环）和电荷（闭环）的降低程度相同。虚线是对数据的拟合。灰色线与N2A KO EPSCs的ifenprodil剂量抑制数据相吻合，以供比较。E类MK-801（25μ米)在控制中（黑色轨迹）或在100n中米游离锌（灰色痕迹）。轨迹上方的箭头表示控制（黑色）和100 n时60%电荷转移的时间米游离锌（灰色）状态。游离锌（100 n米)增加60%电荷转移的时间(F类)并降低Po个* (G公司)野生型神经元。水平红线E类和F类表示所示条件的平均值。对于锌剂量-抑制曲线，每个浓度代表5到9个细胞的数据。对于ifenprodil剂量-抑制曲线，每个浓度代表5到13个细胞的数据。
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