研究发现发育期视网膜突触功能具可塑性

本报讯（记者张楠）近日出版的国际期刊《神经元》杂志发表了题为《斑马鱼发育期视网膜兴奋性突触功能的长时程增强》的论文。该论文由中科院上海生科院神经科学研究所杜久林小组完成。该小组运用在体研究方法，首次发现了视网膜突触功能在发育时期具有长时程增强（long-term potentiation，LTP）的能力。
 
LTP被认为是动物学习/记忆和发育过程中经验依赖性的神经环路修饰的突触机制之一。尽管大量的研究已发现，在发育时期，视觉经验和神经活动对于视网膜神经环路的形成至关重要，但LTP在视网膜中是否存在还是个谜。
 
该工作主要由博士生魏宏平等在研究员杜久林的指导下完成。他们以斑马鱼为模式动物，利用在体全细胞电生理和在体双光子成像等技术，在整体动物上研究LTP是否存在于发育期的视网膜。
 
首先，研究人员发现，在出生后3～6天的斑马鱼上，高频电脉冲刺激能够在视网膜双极细胞到神经节细胞这一级兴奋性突触上诱导LTP，而在出生15至20天的动物上则不能；该LTP的诱导需要突触后N-甲基-D-天冬氨酸受体的激活。
 
其次，该LTP的表达涉及突触前的变化，包括双极细胞轴突末端钙反应的长时程增加、微小兴奋性突触后电流频率的增加、突触后电流的配对脉冲比率及变异系数的降低等。
 
药理实验表明，这些突触前的变化主要由突触逆向信号分子花生四烯酸介导。进一步的功能实验发现，重复的光刺激也能在同一级突触上诱导LTP，并且由电刺激和不同种模式的光刺激诱导产生的LTP都能有效增加神经节细胞的对光反应。
 
该工作首次阐明了LTP的确存在于发育时期的视网膜中，为视觉经验引起的视觉神经环路修饰和发育提供了突触机制。