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生物通报道 11月20日，中科院上海生命科学研究院神经科学研究所所长蒲慕明（Mu-ming Poo）教授在《神经元》（Neuron）杂志上发表了最新研究成果，证实突触前N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA) 受体在活动依赖性的脑源性神经营养因子（BDNF）分泌以及皮质纹状体长时程增强（long-term potentiation, LTP）中发挥了至关重要的作用。

蒲慕明是一位国际著名的神经生物学家，其主要从事轴突导向和突触可塑性的分子与细胞机制研究，取得一系列重要研究成果。2009年当选为美国国家科学院院士，2011年当选中国科学院院士。

NMDA受体是一种特殊的离子通道蛋白，主要分布于大脑皮层、海马、丘脑、纹状体、小脑及脑干的突触后膜上，具有许多不同变构调控位点，既受突触电压的调控，也受神经递质如谷氨酸、甘氨酸、NMDA的控制。NMDA受体通道对Ca2+高度通透，在正常生理条件下，由于Mg2+对其通道的阻断作用，通道并不开放。如果各种刺激作用使得突触后膜电位部分去极化，则受体蛋白构象改变，Mg2+对其阻断作用去除，谷氨酸等神经递质使受体激活，离子通道开放，阳离子如Ca2+、Na+、K+可进出细胞，使细胞膜去极化和神经元兴奋。

近年的研究表明，谷氨酸受体及其亚型在调节学习记忆的过程中起着重要作用，各型受体均不同程度地介入了学习记忆的形成和维持过程，其中NMDA受体被认为是学习记忆中的关键物质，它可调控神经元的激活或死亡，树突、轴突结构发育及突触可塑性，影响神经回路的形成及学习、记忆过程。

兴奋性突触经短暂地重复激活，即可导致该突触强度持续的增强，此现象被称为长时程增强（LTP）。LTP是中枢神经系统可塑性的一种模式，与学习、记忆过程有关。谷氨酸等兴奋性递质的释放及其受体亚型NMDA受体的激活对LTP的产生和维持具有重要的意义。以往的研究证实突触后树突中NMDA受体激活是许多兴奋性突触LTP的必要条件，而突触前轴突中的NMDA受体对突触可塑性的作用仍有待阐明。 

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在这篇文章中作者们报道称，发现轴突NMDA受体通过触发活动诱导的突触前BDNF分泌，在小鼠皮质纹状体突触LTP诱导中发挥了至关重要的作用。采用遗传方法特异性耗尽皮质轴突中的BDNF或是NMDA受体亚基GluN1，均可破坏响应促强直刺激(Theta burst stimulation，TBS)皮质纹状体LTP。此外，研究人员还证实功能性的轴突NMDA受体是TBS触发持续长时间的轴突Ca2+水平增高以及BDNF分泌的必要条件，由此支持了这一观点：轴突NMDA受体激活通过增强突触前神经末梢中的Ca2+信号诱导了BDNF分泌。 

这些研究结果证实了突触前NMDA受体通过介导活动诱导的突触前BDNF分泌，与突触后NMDA受体一样在皮质纹状体突触的LTP诱导中发挥了重要的作用。