Gao X B, van den Pol A N
Department of Neurosurgery, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520, USA.
J Physiol. 1999 Jul 1;518(Pt 1):81-95. doi: 10.1111/j.1469-7793.1999.0081r.x.
神经营养因子-3(NT-3)通过数小时或数天内发生的多种机制,支持中枢和外周神经系统中神经元的存活与分化。NT-3可能还具有一种更快速的作用方式,可影响成熟神经元的突触活动。在本研究中,采用全细胞膜片钳记录技术,研究了NT-3对3至7日龄大鼠下丘脑神经元培养物中发育中的GABA能突触的影响。
在用短杆菌肽穿孔膜片记录法确定GABA诱发内向(去极化)电流的时期,NT-3诱导发育中神经元的自发性突触后电流(sPSCs)频率出现显著的剂量依赖性增强(160%)。NT-3的作用持久;在NT-3洗脱后30分钟以上仍发现持续增强。以时间-电流积分衡量,NT-3使GABA介导的总内向电流大幅增加202%。动作电位频率也因NT-3而增加(至220%)。
在存在河豚毒素的情况下,NT-3使发育中神经元的GABA介导的微小突触后电流频率增强(至140%),平均幅度无变化,提示该作用位于突触前位点。
与未成熟神经元形成鲜明对比的是,当研究更成熟的神经元时,NT-3并未增强GABA介导的自发性突触后电流(sPSCs)频率,反而引起轻微(16%)下降。NT-3也使微小突触后电流频率略有下降(16%),幅度无变化。这些结果是在神经元成熟后期记录的,此时GABA会诱发外向(超极化)电流。NT-3对发育中或成熟神经元的GABA诱发的突触后电流平均幅度均无影响。
细胞内应用非选择性酪氨酸激酶抑制剂K252a,在突触后并未阻断NT-3的作用。相反,浴槽应用K252a可阻止NT-3对sPSCs的增强作用,这与NT-3通过突触前诱导酪氨酸激酶起作用一致。用BAPTA降低细胞外钙或用Cd2+抑制钙通道可阻断NT-3对sPSC频率的增强作用,提示NT-3发挥促进作用可能需要增加钙内流。
总之,我们的结果表明,在GABA呈去极化和钙升高的发育时期,NT-3增强GABA释放,但在GABA具有抑制作用的后期则不然,这表明NT-3可能影响神经元发育的一种机制是通过对GABA兴奋的突触前增强作用。