NR2亞單位C末端介導(dǎo)的NMDA受體亞型分布式樣以及與PSD-MAGUK家族蛋白的相互作用.pdf

1、NMDA受體是離子型谷氨酸受體的一種亞型，在許多神經(jīng)系統(tǒng)的生理功能和病理機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用，如突觸可塑性、突觸發(fā)生、疼痛和興奮性神經(jīng)毒性等。研究表明，NMDA受體主要是由2個(gè)NR1和2個(gè)NR2亞單位裝配而成的異四聚體。其中，NR1亞單位有8種轉(zhuǎn)錄剪接變體，是形成功能性NMDA受體通道的必需組分，而NR2亞單位則起調(diào)節(jié)亞單位的作用，包括NR2A-NR2D等4個(gè)相關(guān)基因。NMDA受體亞單位的組成方式限定了許多對于突觸可塑性非常重要的受

2、體屬性，特別是N=R2亞單位在調(diào)節(jié)NMDA受體通道的鎂離子阻滯的電壓依賴性、決定受體通道開放時(shí)程的長短等都起著非常重要的作用，并且還決定了NMDA受體可以與不同的細(xì)胞內(nèi)蛋白相互作用，而這些胞內(nèi)蛋白恰恰在介導(dǎo)NMDA受體的突觸定位、受體成簇以及細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等諸多屬性上都相當(dāng)重要。NMDA受體的膜表面分布式樣和突觸定位與突觸強(qiáng)度以及不同類型突觸可塑性的調(diào)節(jié)都具有密切關(guān)系，而這些受體定位和分布的性質(zhì)同樣也是由組成NMDA受體的NR2亞單位的不

3、同屬性決定的，正如以往的研究提示，在成熟神經(jīng)元中，與含有NR2B亞單位的NMDA受體不同，含有NR2A亞單位的NMDA受體幾乎只定位在突觸部位，盡管近來也有文獻(xiàn)指出突觸外也存在含有NR2A亞單位的NMDA受體。另外，有研究提示在突觸形成以前，神經(jīng)元發(fā)育的早期膜表面的NMDA受體就以受體簇的形式沿著樹突干運(yùn)輸了，因此基于形態(tài)描述的受體簇概念并不能完全等同于突觸部位的受體，這樣既便是利用電生理的方法可能也無法檢測到突觸外的可能存在的受體簇。

4、由于電生理檢測的方法學(xué)局限性，對于含有NR2A和NR2B亞單位的NMDA受體膜表面分布式樣的系統(tǒng)而全面的形態(tài)學(xué)分析是非常必要的。 在本研究中，我們制備了抗綠色熒光蛋白(green fluorescence protein,GFP)多克隆抗體的Fab片段，并標(biāo)記上Cy3熒光基團(tuán)，可以用來直接標(biāo)記表達(dá)在細(xì)胞表面的具有GFP標(biāo)簽的NR2A或NR2B亞單位蛋白。由于未與NR1亞單位裝配的NR2亞單位滯留在ER上而不能表達(dá)于細(xì)胞膜表面，我

5、們通過活細(xì)胞表面熒光染色轉(zhuǎn)染的NR2亞單位，顯示的是分布于細(xì)胞或培養(yǎng)海馬神經(jīng)元表面的含有NR2A或NR2B的NMDA受體亞型。結(jié)果顯示，含有NR2A亞單位的NMDA受體的膜表面分布比含有NR2B亞單位的NMDA受體更傾向于成簇，并且通過相互掉換NR2A和NR2B亞單位的整個(gè)胞內(nèi)C末端，嵌合NR2A胞內(nèi)C端的NR2B亞單位的膜表面分布變得更容易成簇，而嵌合NR2B胞內(nèi)段的NR2A亞單位分布卻變得彌散。并且，這種NR2A亞單位胞內(nèi)C末端決定

6、的表面NMDA受體成簇特征并非完全依賴于NR2亞單位C末端的PDZ結(jié)合功能域。進(jìn)而，我們還發(fā)現(xiàn)在成熟神經(jīng)元中突觸后支架蛋白PSD-95選擇性地與含有NR2A的NMDA受體簇共定位，而同一家族的另外一種蛋白SAP-102與含有NR2A亞單位或NR2B亞單位的NMDA受體簇共定位卻不存在選擇性。然而，NR2亞單位中與這些支架蛋白相結(jié)合的功能區(qū)卻無法直接解釋NR2A與PSD-95蛋白之間的這種特異性的相互作用。另外，在神經(jīng)元發(fā)育的早期，NR2

7、A亞單位的提前過表達(dá)可以促進(jìn)PSD-95蛋白的提前成簇。綜上所述，我們的結(jié)果顯示，含NR2A的NMDA受體亞型成簇分布，而含NR2B的NMDA受體亞型則以彌散分布為主，并且NMDA受體成簇分布的特征是由NR2A亞單位的胞內(nèi)段決定的，且并沒有明顯的C末端PDZ結(jié)合域的依賴型。同時(shí)，與NR2B-NMDA受體亞型相比，突觸后支架蛋白PSD-95與膜表面NR2A-NMDA受體亞型具有一定的選擇選擇性共定位關(guān)系，但似乎不依賴于NR2A與PSD-9