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第1章 绪论：突触问题的来龙和去脉 1

1.1突触问题的由来 1

1.1.1古希腊及文艺复兴时期人类对脑活动的看法 1

1.1.2生物电的发现使人们懂得了脑具有传导功能，而神经传导依靠电 2

1.1.3贝尔纳：箭毒作用和突触传递的早期分析 2

1.1.4卡哈尔：神经元学说 3

1.1.5谢灵顿：铸造“突触”名词 7

1.1.6突触的整合作用 9

1.1.7中枢突触与抑制 10

1.2现代突触理论 11

1.3当代突触研究的主要进展 13

1.3.1突触的分子解剖 13

1.3.2突触小泡融合的分子机器 14

1.3.3长时程可塑性：从NMDA受体到AMPA受体运输 15

1.3.4树突是一个自主的信号传递区隔 15

1.3.5突触传递中的逆向大麻样信号 16

1.3.6抑制性回路中的突触可塑性 16

1.3.7动态突触 16

1.3.8单突触水平的突触传递 17

1.3.9神经胶质细胞与突触 17

1.3.10突触含义的歧见 17

1.4突触研究的未来 17

1.4.1突触多样性及其生理重要性 17

1.4.2学习和记忆是突触事件吗？ 18

1.4.3突触疾病 18

1.4.4细胞黏附和突触形成 18

1.4.5突触结合蛋白以外的钙感知器 19

1.4.6突触可塑性的机制 19

1.4.7操纵（改变）突触以探测神经回路的功能 20

1.5思考突触的微观与宏观研究中几个重要问题 20

1.5.1 单分子研究 20

1.5.2突触分子机器的定位、定量问题 20

1.5.3从突触到脑，树突和容积传递的问题无法回避 21

推荐阅读 21

参考文献 22

第2章 化学传递 24

2.1突触化学传递的初始证据 24

2.1.1戴尔分离出乙酰胆碱 26

2.1.2 Loewi梦寐以求的实验 27

2.1.3 Feldberg的精巧生物鉴定方法及其贡献 29

2.2“汤”与“火花”的争论 31

2.2.1卡茨的细胞内电生理实验使风向标转向化学传递 32

2.2.2看似“漂亮”的电抑制假说 36

2.2.3科学假说只能被证伪 37

2.2.4艾克尔斯发现EPSP和IPSP 37

2.2.5脊髓运动神经元轴突侧支通过乙酰胆碱兴奋闰绍细胞 39

2.3递质释放的小泡和量子假说 39

2.3.1自发小终板电位的发现 40

2.3.2量子是多分子递质包装的 40

2.3.3量子特点：量子大小、量子数目和量子释放概率 42

2.3.4量子与突触小泡 43

2.3.5释放概率受迅速可释放池大小的调节 44

2.4小泡释放及循环 45

2.4.1活动带即卡茨的释放部位 45

2.4.2小泡内吞 46

参考文献 46

第3章 电传递 48

3.1电传递现象 48

3.1.1 Fatt的预见 48

3.1.2惊人的发现 49

3.1.3兼具化学传递和电传递的突触 50

3.2哺乳动物脑的电突触 51

3.2.1哺乳动物脑电突触的发现及连接特点 52

3.2.2形成电突触的神经细胞类型 53

3.2.3电突触的细胞位置 54

3.2.4视网膜神经元之间的缝隙连接 55

3.3缝隙连接和连接蛋白 55

3.3.1连接蛋白 55

3.3.2 CX36基因敲除的后果 57

3.3.3 innexin和泛连接蛋白 57

3.4电突触的功能和活动特点 58

3.4.1传递快速 58

3.4.2有机信号分子的流动 58

3.4.3锋电位的同步化 58

3.4.4协调突触后的抑制性电位 58

3.4.5电突触和网络振荡 60

3.4.6电突触和“网状学说” 61

参考文献 61

第4章 神经-肌肉接头传递 62

4.1神经-肌肉接头的解剖学 62

4.1.1运动神经末梢 65

4.1.2突触小泡和活动带 65

4.1.3运动终板 66

4.1.4雪旺细胞 66

4.1.5乙酰胆碱结合蛋白 67

4.1.6营养因子 68

4.1.7突触间隙 68

4.1.8基底层 68

4.2神经-肌肉传递和乙酰胆碱 69

4.2.1乙酰胆碱、乙酰胆碱受体和传递的安全系数 69

4.2.2乙酰胆碱酯酶 70

4.2.3二级突触褶皱 70

4.2.4乙酰胆碱受体 71

4.3神经-肌肉接头的多样性 72

4.3.1斑块样末梢和葡萄串样末梢 72

4.3.2张力型肌纤维与抽动型肌纤维 72

4.3.3蛇的紧张型肌纤维 72

4.3.4眼外肌 73

4.3.5快抽动肌纤维与慢抽动肌纤维 73

4.3.6不同肌肉的神经-肌肉接头 73

4.4结语 74

参考文献 74

第5章 突触构造与模式突触 75

5.1突触超微结构 75

5.2突触结构的基本特征 76

5.3中枢神经系统的突触 76

5.3.1突触体 77

5.3.2兴奋性突触 77

5.3.3突触的区隔 78

5.4突触前区隔 80

5.4.1突触前质膜 82

5.4.2突触小泡 82

5.4.3电子致密中心小泡 83

5.4.4活动带-突触前致密 83

5.4.5内质网 84

5.4.6线粒体 84

5.5突触间隙 85

5.5.1概述 85

5.5.2联系突触前和突触后的分子 85

5.6突触后区隔 86

5.7胶质细胞 86

5.8模式突触 86

5.8.1 乌贼的巨突触 87

5.8.2七鳃鳗的巨网状-脊髓细胞 89

5.8.3丝带突触 89

参考文献 93

第6章 突触传递的生理学和研究方法 94

6.1突触生理学的基本理论 94

6.2突触传递的研究方法 95

6.2.1实验条件 95

6.2.2刺激突触前细胞 95

6.2.3小泡外排与神经递质释放的检测 95

6.2.4研究群体突触还是单突触？ 98

6.2.5研究单突触的方法 99

6.3显微镜与影像学方法 101

6.3.1激光共聚焦显微镜 101

6.3.2多光子荧光显微镜 101

6.3.3荧光指示剂 102

6.3.4逝波显微术 102

6.4笼囚化合物方法 103

6.4.1 用闪光分解笼囚分子方法测定钙离子浓度 103

6.4.2激光分解笼囚谷氨酸方法 103

6.5简单模式生物的应用 104

6.6分子生物学方法 104

6.7活体突触及受体成像方法 106

6.7.1活体突触研究简史 106

6.7.2当代活体突触研究 108

6.7.3下颌下神经节神经元突触和受体的活体成像 109

6.7.4前景 112

参考文献 112

第7章 神经递质、调质与突触活性分子 114

7.1乙酰胆碱和去甲肾上腺素 114

7.1.1乙酰胆碱 114

7.1.2去甲肾上腺素 115

7.1.3单胺氧化酶和儿茶酚胺氧位甲基化酶 117

7.1.4儿茶酚胺重摄取的发现 117

7.1.5交感神经元选择性摄取儿茶酚胺 118

7.2多巴胺和5-羟色胺 119

7.2.1多巴胺 119

7.2.2 5-羟色胺 119

7.2.3胺类重摄取与递质失活 119

7.3氨基酸类递质 120

7.3.1中枢突触氨基酸传递的发现 120

7.3.2兴奋性氨基酸和抑制性氨基酸的鉴定 121

7.3.3 γ-氨基丁酸 123

7.3.4甘氨酸 123

7.3.5谷氨酸 123

7.4神经递质、神经调质与膜转运蛋白 124

7.4.1 突触小泡摄取神经递质 124

7.4.2突触小泡膜的递质转运机制 124

7.4.3质膜的神经递质转运蛋白 126

7.4.4转运蛋白的功能相关 126

7.4.5脑内胆碱转运蛋白和认知功能 127

7.5神经肽 128

7.5.1 P物质及肽类神经元 128

7.5.2下丘脑肽 129

7.5.3神经肽的作用特点 129

7.5.4神经肽的失活 130

7.5.5中枢神经系统肽的多重作用 131

7.6神经递质和神经调质的判据 131

7.6.1神经递质判据 131

7.6.2递质与一般代谢分子 131

7.6.3神经调质的定义 132

7.6.4神经调质与第二信使通路：突触的快反应与慢反应 133

7.6.5神经肽是不是神经递质？ 134

7.7突触活性分子 135

7.7.1 一氧化氮 135

7.7.2一氧化碳 138

7.7.3一氧化氮和一氧化碳功能的协调 139

7.7.4硫化氢 140

7.7.5 D-丝氨酸 141

7.7.6 D-天冬氨酸 143

7.7.7突触活性分子与神经递质、神经调质 144

参考文献 146

第8章 非肾上腺素能、非胆碱能传递与伴传递 148

8.1非肾上腺素能、非胆碱能传递与嘌呤能传递 148

8.1.1非肾上腺素能、非胆碱能传递 148

8.1.2抑制性接头电位的发现 148

8.1.3嘌呤和嘌呤能受体 150

8.1.4兴奋性接头电位 151

8.1.5胃肠道和心脏的内源性神经 151

8.1.6交感神经不直接支配胃肠道平滑肌 152

8.2戴尔原则与伴传递 152

8.2.1小分子递质与神经肽的共释放 154

8.2.2 ATP作为伴递质 154

8.3中枢突触谷氨酸与其他递质的共释放 156

8.3.1海马苔状纤维末梢谷氨酸和GABA的共释放 156

8.3.2基底前脑神经元释放乙酰胆碱和谷氨酸 157

8.3.3单胺类神经元的谷氨酸伴传递 157

8.3.4单胺类神经元存在谷氨酸的证据 158

8.3.5单胺类神经元引起快速兴奋性突触反应的活体电生理学证据 161

8.3.6小泡谷氨酸转运蛋白在单胺类神经元上的定位 161

8.3.7单胺类神经元的快突触作用 163

8.3.8谷氨酸能表型在早期发育上的可能作用 163

8.3.9谷氨酸伴传递的生理及病理生理作用 164

8.4其他共释放 164

8.4.1 脊髓甘氨酸和GABA的伴释放 164

8.4.2无脊椎动物神经元5-羟色胺和乙酰胆碱的共释放 165

8.4.3交感神经元递质肾上腺素能和胆碱能表型的可塑性 165

参考文献 165

第9章 中枢模式突触的兴奋性传递 167

9.1中枢模式突触 168

9.1.1脑干听觉通路上的萼突触 168

9.1.2萼突触的活动 170

9.1.3苔状纤维突触 172

9.1.4中枢谷氨酸突触传递的顺序性事件 172

9.2突触前区隔 173

9.2.1 神经末梢内的钙浓度 173

9.2.2突触前神经末梢的钙微域 173

9.2.3萼突触的钙微域 174

9.2.4钙通道与小泡间的距离 174

9.2.5钙感知器和小泡释放 174

9.2.6小泡释放速率增加期 175

9.2.7突触结合蛋白 176

9.2.8突触前钙通道信号复合体 176

9.2.9钙通道Cav 2的G蛋白调制 176

9.2.10小泡膜与质膜的融合 176

9.3突触后区隔 178

9.3.1 谷氨酸弥散和AMPA受体的激活 178

9.3.2 AMPA通道激活的热点 179

9.3.3融合孔直径影响AMPA通道的激活 180

9.4突触反应 180

9.4.1 中枢突触的量子反应，什么样的量子？ 180

9.4.2二进位（全或无）式传递还是等级式传递？ 181

9.5联系起来考虑突触前和突触后事件 182

参考文献 182

第10章 突触前区隔的分子组构 184

10.1突触小泡 184

10.1.1 突触小泡循环 185

10.1.2突触小泡的运输蛋白 186

10.1.3突触蛋白 189

10.1.4突触小泡的定位、运输和维持 191

10.2活动带 192

10.2.1 活动带与突触小泡联系的超微组构 192

10.2.2活动带蛋白质的分子组构 194

10.2.3活动带细胞质基质的蛋白质网络 196

10.2.4神经末梢的超级小泡池 197

10.3突触前钙离子通道 198

10.3.1钙离子通道的分型 198

10.3.2钙通道亚单位的结构 199

10.3.3神经元钙通道的生理功能 200

10.3.4钙通道如何锚定：bruchpillot /ELKS /CAST/ERC的作用 201

10.4突触前钙离子通道复合体的信号转送 201

10.4.1突触前钙通道与SNARE蛋白 201

10.4.2 SNARE蛋白调节突触前钙通道的失活 204

10.4.3钙依赖的突触前钙通道调节 205

10.4.4 Cav 2通道调节与突触可塑性 205

10.5钙触发神经递质的释放 207

10.5.1突触结合蛋白 208

10.5.2复合蛋白 210

10.6突触小泡的外排 211

10.6.1 神经递质释放的分子机器 211

10.6.2非同步性或延迟外排 213

10.6.3突触小泡外排的调节 213

10.6.4自发性神经递质释放 215

10.6.5递质释放与神经毒素 215

10.7突触小泡的内吞 216

10.7.1小泡再循环的证据 217

10.7.2网格蛋白介导的内吞 217

10.7.3“吻和待”及“吻和跑” 218

10.7.4新探针应用和小泡循环动力学 219

10.7.5小泡外排和内吞事件之间的调节 220

10.7.6再循环通路及其他 221

10.7.7小泡内吞的分子基础 225

参考文献 231

第11章 突触前调节 233

11.1突触前末梢及突触前抑制 234

11.1.1突触前抑制 234

11.1.2自身受体作用及异受体作用 235

11.1.3递质的诱发释放和自发释放 236

11.2突触前谷氨酸受体和递质释放的调控 237

11.2.1判定和演示突触前谷氨酸受体 237

11.2.2短时程突触前调节 238

11.2.3突触前调节与长时程突触可塑性 241

11.2.4突触前谷氨酸受体激活的条件 242

11.3突触前谷氨酸受体的作用机制及其他 246

11.3.1通过离子型谷氨酸受体的作用 246

11.3.2通过代谢型谷氨酸受体的作用 247

11.3.3通过谷氨酸以外G蛋白偶联受体的突触前调制 248

11.3.4树突释放 249

11.3.5突触前谷氨酸受体功能的发育变化 249

11.3.6突触前谷氨酸受体和高级脑功能 250

11.4前景 250

参考文献 252

第12章 树突树、树突棘与树突分泌 253

12.1树突树与树突棘 253

12.1.1锥体神经元的树突树 253

12.1.2树突棘 255

12.1.3树突棘与细胞骨架 257

12.1.4树突棘器 257

12.1.5内小体、线粒体和光面内质网 257

12.1.6多核糖体与树突及树突棘的局部蛋白质合成 258

12.1.7突触后致密 258

12.1.8树突棘的可塑性 259

12.1.9树突棘的发育 259

12.2树突兴奋性 261

12.2.1树突棘的被动电学模型 261

12.2.2树突棘的主动电学模型 261

12.2.3树突棘上的受体和离子通道 263

12.2.4树突兴奋性和树突锋电位 265

12.2.5活体树突的兴奋性 267

12.2.6逆向传播的动作电位 269

12.2.7突触诱发的钙瞬变 269

12.2.8神经细胞钙信号传送的特点 269

12.3树突树和中枢突触整合 270

12.3.1基树突、顶树突、不同树突域 270

12.3.2距离依赖的突触整合 270

12.3.3抑制的靶向 271

12.3.4神经元的接受野 272

12.3.5树突的联合检测作用 272

12.3.6突触整合与神经元放电的调制 273

12.3.7树突兴奋性和突触可塑性 274

12.3.8活体锥体神经元的放电 274

12.4树突mRNA和树突局部翻译 275

12.4.1树突mRNA的运输 275

12.4.2神经元运输核糖核蛋白的组成 277

12.4.3运输的活动调节 277

12.4.4 mRNA的翻译及特定mRNA的翻译调控 277

12.4.5功能相关：Arc与长时程增强 279

12.4.6树突棘形态变化 281

12.4.7树突合成蛋白质的功能协同 282

12.4.8树突新合成膜蛋白 282

12.5树突分泌 282

12.5.1黑质树突多巴胺释放的经典实验 283

12.5.2下丘脑树突的肽释放 283

12.5.3树突肽释放机制 285

12.5.4树突外排与树突分泌 286

12.5.5树突和轴突肽分泌的区别调节 286

12.5.6树突肽释放的功能意义 288

12.5.7肽与行为 288

12.5.8树突肽分泌的意义 289

12.5.9树突释放的分子机器 290

参考文献 291

第13章 兴奋性突触的突触后区隔分子组构 293

13.1突触后致密的分子组构 294

13.1.1 PSD蛋白的鉴定及组构 294

13.1.2 PSD95与NMDA受体等的连接 297

13.1.3 Shank /proSAP：脚手架的脚手架 298

13.1.4PSD与肌动蛋白细胞骨架的相互作用 298

13.1.5 PSD与其他膜蛋白的相互作用 298

13.1.6 PSD与信号蛋白、蛋白激酶、蛋白磷酸酶的关系 299

13.1.7不同脑区、不同细胞PSD组成的异质性 299

13.1.8 PSD内的蛋白质周转 300

13.1.9 PSD的发育变化 300

13.1.10PSD的生物学意义 301

13.2谷氨酸受体和相关蛋白质 302

13.3突触NMDA受体 303

13.3.1 NMDA受体的发现 304

13.3.2 NMDA受体结构和NMDA受体亚单位 305

13.3.3 NMDA受体的突触靶向 306

13.3.4 NMDA受体与其他蛋白质的相互作用 308

13.3.5钙调素依赖的蛋白激酶Ⅱ 311

13.3.6突触前NMDA受体 312

13.3.7 NMDA受体在发育中的作用 312

13.4突触外区NMDA受体 313

13.4.1 突触外区NMDA受体的功能 313

13.4.2突触外区NMDA受体的定位、运动度及其与突触受体的关系 314

13.5 AMPA受体 315

13.5.1 AMPA受体的结构和亚单位 316

13.5.2 AMPA受体的膜运输和内吞 317

13.5.3TARP和AMPA受体的表面运输 318

13.5.4突触后受体上膜（树突外排 319

13.5.5 AMPA受体的运送和内吞 321

13.6蛋白质分子膜运输的重要性 322

13.6.1神经递质受体在膜上的侧向弥散 323

13.6.2受体的外排与上膜 323

13.6.3神经元膜的弥散特征 324

13.6.4 AMPA受体结合蛋白 325

13.7红藻氨酸受体和δ受体 326

13.8代谢型谷氨酸受体 326

13.9兴奋性突触后特异化的分子异源性 327

13.10突触黏附分子 327

13.11突触后特异化的分子复杂性 328

参考文献 329

第14章 从突触到细胞核的信号传输 331

14.1神经元转录可以被神经元活动所诱导 331

14.2突触后神经元钙水平的升高及其反应 331

14.2.1谷氨酸NMDA受体 331

14.2.2电压门控钙通道 332

14.2.3 AMPA受体 332

14.2.4代谢型谷氨酸受体 332

14.2.5钙依赖的神经元反应 332

14.3钙信号如何在细胞核里面起信号作用？ 334

14.3.1 C原癌基因和即早基因 334

14.3.2 CREB 335

14.3.3 BDNF基因 336

14.3.4冰山一角 340

14.4生理、功能相关 340

14.4.1兴奋和抑制的平衡 342

14.4.2突触可塑性 343

14.4.3神经元存活和死亡 343

14.4.4昼夜节律 344

14.4.5恐惧条件反射 346

14.5从突触到细胞核信号传输中的问题 348

14.5.1 突触标记 348

14.5.2突触标记和捕获假说 350

14.5.3钙信号 350

14.5.4谷氨酸受体 351

14.6希望与困惑 352

14.6.1希望：活动依赖转录的重要意义 352

14.6.2困惑 352

参考文献 353

第15章 线路传递和容积传递 354

引言：问题的由来和假说的提出 354

15.1容积传递假说的主要依据 356

15.2一氧化氮的容积弥散：NO在萼突触上的作用 358

15.2.1一氧化氮非突触容积传输的实验证明 358

15.2.2一氧化氮引起的离体及在体的生理后果 359

15.2.3一氧化氮非突触作用的机理 359

15.3中枢单胺类递质的容积传递 360

15.3.1 多巴胺在纹状体中的弥散 361

15.3.2多巴胺神经元的谷氨酸：突触传递还是弥散传递？ 362

15.3.3酪氨酸羟化酶和VGLUT2在伏隔核轴突末梢的共定位 362

15.3.4单胺类神经元线路传递与容积传递的相互整合 364

15.4中枢胆碱能非突触传递 364

15.4.1由nAChR介导的经典突触传递 364

15.4.2乙酰胆碱受体的非突触模式运转 365

15.4.3胆碱能非突触传递的依据 366

15.4.4胆碱能非突触传递的运作特点 369

15.4.5突触前（终末前）nAChR：受体刺激引起递质释放 369

15.5烟碱对突触传递的调制 372

15.5.1突触传递以外的烟碱功能 373

15.5.2吸烟时非突触nAChR的作用 374

15.6乙酰胆碱的容积传递假说需要与时俱进 376

15.6.1 皮层胆碱能输入系统的组构 376

15.6.2位相性胆碱能信号传输的证据与功能含义 377

15.7神经肽容积传递的特点 379

15.7.1 β-内啡肽及其他容积传递信号 379

15.7.2快速失活机制的缺如 380

参考文献 381

第16章 突触可塑性、短时程可塑性和突触逆向信使 382

16.1突触可塑性问题的由来 382

16.1.1卡哈尔的先见 382

16.1.2冯德培发现强直后增强 382

16.1.3 Hebb假说 383

16.2丰富多彩的突触可塑性 384

16.2.1持续时间的长短 384

16.2.2诱导的来源 384

16.2.3表达部位 385

16.2.4诱导的分子基础 385

16.3短时程可塑性 385

16.3.1 易化和强直后增强 386

16.3.2增强 388

16.3.3突触阻遏 388

16.3.4突触后受体脱敏 388

16.3.5对脉冲引起的易化和阻遏 389

16.3.6强直刺激引起的强化和阻遏 389

16.3.7易化和阻遏的平衡 390

16.4短时程突触可塑性调节的突触前机制 390

16.4.1突触小泡池和突触可塑性 391

16.4.2突触前受体激活对递质释放的调控 392

16.4.3突触前易化和阻遏的分子靶 397

16.5突触后机制 400

16.5.1短时程突触阻遏及受体脱敏 400

16.5.2 nAChR 401

16.5.3 GABAA受体 401

16.5.4离子型谷氨酸受体 402

16.6突触可塑性与逆向信使 403

16.6.1 传送突触逆向信使的不同系统 404

16.6.2一氧化氮 404

16.6.3内源性大麻素样物质与突触可塑性 406

16.6.4内源性大麻素样物质调控突触传递的发现 406

16.6.5内源性大麻素样物质系统 408

16.6.6大麻素受体1 409

16.6.7内源性大麻素样物质的降解 411

16.6.8内源性大麻素样物质与中枢神经系统突触可塑性 411

16.6.9 eCB短时程阻遏 411

参考文献 413

第17章 突触长时程增强 414

17.1长时程增强：历史及现象学 414

17.1.1 Bliss、Lφmo发现长时程增强 415

17.1.2 Hebb突触 416

17.1.3长时程增强的特征 417

17.2脑内神经回路和长时程增强 417

17.2.1长时程增强几乎可以在哺乳动物脑的所有兴奋性突触上出现 417

17.2.2海马的长时程增强 418

17.2.3海马CA1区谷氨酸能突触的长时程增强 419

17.3长时程增强的诱导 419

17.3.1 NMDA受体在长时程增强诱导中的关键作用 419

17.3.2通过NMDA受体内流的钙触发了长时程增强 420

17.3.3长时程增强诱导的钙感知器 421

17.4长时程增强的表达 422

17.4.1表达是在突触前还是在突触后？ 422

17.4.2长时程增强表达过程的突触后分子机制 424

17.4.3 AMPA受体单通道特性的调制 424

17.4.4 AMPA受体膜运输的变化 425

17.4.5 stargazin在长时程增强诱导AMPA受体运输中的作用 425

17.4.6 AMPA受体运输的调控和激酶 426

17.4.7长时程增强表达过程的突触前与突触后机制的整合模型 426

17.4.8 NMDA受体-AMPA受体型长时程增强 428

17.5突触受体膜运输与兴奋性突触可塑性 428

17.5.1 AMPA受体的膜运输与突触可塑性 428

17.5.2长尾巴与短尾巴AMPA受体亚单位 429

17.5.3由AMPA受体运输而导致的突触增强 430

17.5.4由AMPA受体运输而导致的突触减弱 431

17.5.5无可塑性情况下的突触AMPA受体运输 431

17.5.6经验依赖的突触AMPA受体运输 432

17.5.7从脑片到行为 433

17.5.8突触NMDA受体的膜运输 433

17.6沉默突触与长时程增强 435

17.6.1沉默突触的发现 436

17.6.2沉默突触和谷氨酸受体 436

17.6.3沉默突触与脑发育 439

17.6.4争论可以沉默了！ 441

17.6.5沉默突触与可塑性的关系 442

17.7非NMDA受体-AMPA受体型长时程增强 444

17.7.1 蛋白激酶A依赖、NMDA受体不依赖的长时程增强 444

17.7.2神经元谷氨酸转运蛋白与长时程增强 445

17.7.3 NMDA受体的整合功能 446

17.7.4由NMDA受体本身介导的长时程增强和长时程阻遏 446

17.8长时程增强是跨突触的生长过程 449

17.9早时相与晚时相的长时程增强 450

17.10前景 452

参考文献 452

第18章 长时程阻遏、突触双向修饰、后可塑性和稳态性可塑性 454

18.1长时程阻遏 454

18.1.1 海马Schaffer侧支-CA1突触的长时程阻遏 455

18.1.2小脑平行纤维-浦肯野细胞突触的长时程阻遏 458

18.2内源性大麻素样物质介导的长时程阻遏 460

18.2.1eCB LTD的诱导机制 462

18.2.2时间依赖的长时程阻遏（tLTD）和大麻素样长时程阻遏（cLTD） 462

18.2.3突触前NMDA受体与eCB tLTD 464

18.2.4代谢型受体依赖的内源性大麻素样物质释放 465

18.2.5钙依赖的内源性大麻素样物质释放 466

18.2.6内源性大麻素样物质释放的整合信号 466

18.2.7内源性大麻素样物质产生的空间限制 466

18.2.8 eCB LTD的突触前机制 467

18.2.9传入活动的时间 468

18.2.10突触前钙和eCB LTD 469

18.2.11同突触与异突触eCBLTD 469

18.2.12突触前CAMP、蛋白激酶A级联反应在eCBLTD中的作用 470

18.2.13由释放机器变化引起的eCB LTD表达 470

18.2.14突触前电压依赖钙通道表达改变与eCB LTD 471

18.2.15由突触前兴奋性变动所表达的eCB LTD 471

18.2.16 eCBLTD的发育调节 472

18.2.17 eCBLTD与感觉剥夺的关系 472

18.2.18 eCBLTD与动物行为的关系 473

18.2.19 eCB LTD与联合性学习的关系 473

18.2.20 eCBLTD展望 474

18.3突触的双向修饰 475

18.3.1 锋电位时间依赖的可塑性与双向修饰 475

18.3.2兴奋性突触传递双向修饰的理论框架 476

18.3.3 BCM理论 477

18.4后可塑性 478

18.4.1研究后可塑性的方法学 479

18.4.2各种后可塑性 480

18.4.3研究前景 480

18.5稳态性突触可塑性 481

18.5.1兴奋性突触稳态的突触前形式 483

18.5.2兴奋性突触的调整 483

18.5.3抑制性突触稳态性可塑性 483

18.5.4稳态性突触可塑性如何在活体中起作用？ 484

参考文献 484

第19章 突触可塑性与学习及记忆 486

19.1突触可塑性和记忆假说 486

19.1.1逻辑判据 487

19.1.2检验SPM假说的实验策略 488

19.1.3策略与判据的关系 489

19.1.4从SPM假说看突触可塑性 489

19.1.5自然型式活动可以诱导突触可塑性 490

19.1.6突触可塑性与学习的不同时相 490

19.2突触可塑性和记忆的“认同”说 491

19.2.1仍待深入探测的经验依赖可塑性机制 491

19.2.2突触修饰和记忆 492

19.3突触可塑性、记忆和海马 493

19.3.1长时程增强和记忆是否共享细胞机制？ 494

19.3.2关于长时程增强与记忆关系的新研究 496

19.4杏仁核突触可塑性与巴甫洛夫式恐惧条件反应 497

19.4.1 恐惧记忆的分子作图 498

19.4.2恐惧信号在杏仁核中的传送 499

19.4.3从多方面看恐惧记忆的突触模型 501

19.5小脑长时程阻遏与眨眼条件反射 502

19.5.1小脑神经回路 502

19.5.2小脑在联合性眨眼条件反射中的作用 503

19.5.3联合性眨眼条件反射与长时程阻遏 504

19.6小脑长时程阻遏与运动学习 505

19.7发育中大脑感觉皮层的经验依赖的可塑性 507

19.8长时程增强的维持：突触记忆的分子基础 509

19.8.1 CaMK Ⅱ在维持长时程增强中的作用 509

19.8.2 PKMξ维持在长时程增强中的作用 510

19.8.3前景 510

参考文献 510

第20章 抑制性突触 512

20.1抑制性突触的组构 512

20.2抑制性突触后膜上的受体 513

20.2.1 GABAA受体和甘氨酸受体分子的鉴定 514

20.2.2甘氨酸受体亚单位的同工型分子多样性 514

20.2.3 GABAA受体的分子异源性 515

20.2.4 GABAA受体和甘氨酸受体的结构 515

20.2.5甘氨酸受体的组装 516

20.2.6 GABAA受体的组装及膜受体的组成 516

20.2.7 GABAA受体的位相性和张力性机制 517

20.2.8亚单位组成决定GABAA受体的亚细胞定位 518

20.2.9 GABAA受体和甘氨酸受体的药理学 519

20.2.10 GABAC受体 520

20.2.11兴奋性甘氨酸受体 521

20.3 GABA受体和甘氨酸受体的膜运输及动力学 521

20.3.1 GABAA受体缔合蛋白 522

20.3.2甘氨酸受体缔合蛋白 523

20.3.3 GABAA受体与甘氨酸受体细胞表面弥散的特点 524

20.4抑制性突触的突触后域 524

20.4.1 桥连蛋白在组构抑制性突触域方面的作用 525

20.4.2桥连蛋白结构和栅格的形成 526

20.4.3桥连蛋白缔合蛋白 527

20.4.4桥连蛋白调节抑制性突触受体的形成和维持 528

20.4.5谷氨酸受体相互作用蛋白1 528

20.5抑制性突触的细胞黏附分子 529

20.5.1神经末梢识别分子和神经连接素 529

20.5.2肌营养不良蛋白-糖蛋白复合体 531

20.6脑内抑制性突触的长时程阻遏 532

参考文献 532

第21章 细胞骨架、运输包装与突触功能 533

21.1肌动蛋白 533

21.2肌动蛋白在突触前区隔上的作用 536

21.2.1肌动蛋白和小泡池组构 536

21.2.2肌动蛋白和小泡动员 538

21.2.3轴突中的小泡运输和突触可塑性 539

21.2.4肌动蛋白和突触前苏醒 540

21.3肌动蛋白在突触后区隔的作用 540

21.3.1肌动蛋白和受体锚定 540

21.3.2肌动蛋白和受体运输 541

21.3.3肌动蛋白和突触可塑性（功能）及树突棘可塑性（形态） 542

21.3.4树突棘和长时程突触可塑性 545

21.4肌动蛋白与突触生成及行为 546

21.4.1 肌动蛋白细胞骨架与突触生成 546

21.4.2从突触调节到行为 546

21.5突触形成中的运输包装 548

21.5.1运输包装与突触形成 548

21.5.2突触前组装中的膜运输 548

21.5.3突触前蛋白质的运输 549

21.5.4突触后组装中的膜运输 550

21.5.5突触后蛋白质的运输 551

参考文献 552

第22章 神经胶质细胞与突触 553

22.1与突触相关联的各类胶质细胞 554

22.1.1星状胶质细胞 554

22.1.2 NG2细胞 555

22.1.3突触周围雪旺细胞 556

22.2胶质细胞在突触形成和发育中的作用 556

22.2.1星状胶质细胞在中枢神经系统突触形成中的作用 556

22.2.2外周神经系统中突触周围雪旺细胞在突触形成中的作用 560

22.2.3胶质细胞在突触删除和改善神经元回路中的作用 561

22.3胶质细胞在突触维持和结构可塑性中的作用 563

22.3.1胶质细胞在突触维持中的作用 563

22.3.2在发育和成熟的神经系统中，胶质细胞调节突触的结构可塑性 563

22.4胶质细胞在成熟神经系统突触传递中的作用 566

22.4.1 突触部位活动依赖的神经元-胶质细胞通讯 566

22.4.2从神经元到胶质细胞的通讯 566

22.5神经元和胶质细胞间的突触 568

22.5.1 胶质细胞-胶质细胞的信号传送 569

22.5.2胶质细胞-神经元的信号传送 570

22.6胶质细胞与突触可塑性 572

22.6.1短时程可塑性 572

22.6.2长时程可塑性 572

22.7结语 574

参考文献 575

第23章 神经-肌肉接头的发育 577

23.1突触后分化 577

23.1.1 AChR成簇及有关分子 578

23.1.2聚集蛋白 578

23.1.3 MuSK 580

23.1.4 rapsyn 580

23.1.5神经调节蛋白 581

23.1.6突触后膜特异化和组装模式 583

23.1.7非胆碱能神经-肌肉接头 586

23.1.8突触外区的阻抑 586

23.1.9突触特异的转录 587

23.1.10突触后分化的神经和肌肉源因素 587

23.2突触前分化 588

23.3突触删除 589

23.4突触稳定性及突触维持 592

23.4.1 突触稳定性 592

23 4.2突触维持 592

23.5神经-肌肉接头突触形成的特异性 594

23.6神经-肌肉接头与中枢突触发育的比较 596

23.7简单模式生物的神经-肌肉接头 598

23.7.1果蝇 598

23.7.2斑马鱼 600

参考文献 601

第24章 中枢突触发育 602

24.1突触形成 603

24.1.1突触形成的发动 604

24.1.2发育中突触前和突触后的特异化 606

24.1.3突触区和突触外区的差别敏感性 606

24.1.4突触形成的特异化和诱导 608

24.2突触形成的细胞机制 609

24.2.1 突触形成中的多个细胞机制 609

24.2.2突触蛋白质的接触和募集 610

24.3突触特异性的分子基础 612

24.3.1决定神经元间特异化连接的黏附分子 612

24.3.2限制突触生成的分子 613

24.4跨突触黏附分子 613

24.4.1 钙黏附蛋白 614

24.4.2柄蛋白 615

24.4.3 N-钙黏附蛋白 615

24.4.4 SynGAM 616

24.4.5 Narp 616

24.4.6 ephrin 617

24.4.7 SALM 618

24.4.8突触形成中TrkC-PTPσ的双向组构作用 618

24.4.9富亮氨酸重复 618

24.4.10细胞黏附分子与突触成熟 618

24.5神经连接素和神经末梢识别分子 619

24.5.1神经连接素和神经末梢识别分子在兴奋性突触上的作用 620

24.5.2神经连接素和神经末梢识别分子调节兴奋和抑制的平衡 621

24.5.3参与抑制性突触发育的其他黏附分子 622

24.5.4神经末梢识别分子和神经连接素同工分子与突触的形成和成熟 622

24.5.5神经末梢识别分子-神经连接素复合物的结构 623

24.5.6与神经末梢识别分子相互作用的分子 624

24.6分泌的分子 624

24.6.1谷氨酸 624

24.6.2BDNF 625

24.6.3 Wnt、FGF、TGFβ家族 625

24.6.4胶质细胞分泌的分子 626

24.7在细胞机制和分子机制之间架桥 626

24.7.1肌动蛋白细胞骨架 626

24.7.2激酶和磷酸酶 626

24.7.3突触生成的层次式或平行式的信号传送 627

24.7.4中枢神经系统兴奋性突触的生成模型 627

24.7.5活动依赖的突触生成调节 628

24.8突触成熟 628

24.8.1甘氨酸受体从a2到a1亚单位的转换 630

24.8.2 NMDA谷氨酸受体亚单位的转换 630

24.8.3 AMPA受体并不显示亚单位转换 631

24.9突触删除 631

24.9.1活动依赖的和感觉经验驱动的突触删除 633

24.9.2突触数目的调节 633

24.9.3轴突切断引起该神经元的突触删除 634

24.10发育中的突触重新安排：突触维持和突触稳定性 636

24.10.1突触维持 636

24.10.2突触稳定性 637

24.10.3突触稳定性的泛素调节 638

24.11展望 639

参考文献 640

第25章 突触与神经-精神疾病 642

25.1受体离子通道疾病 643

25.1.1甘氨酸受体与惊跳突变 644

25.1.2乙酰胆碱受体与脑病及肌肉病 644

25.2多巴胺和帕金森病 645

25.2.1从实验室到临床 645

25.2.2机制 646

25.3乙酰胆碱受体和重症肌无力及其他 647

25.3.1重症肌无力：从实验室到临床 647

25.3.2重症肌无力的发病机制 648

25.3.3乙酰胆碱受体突变：慢通道型症候群 648

25.3.4乙酰胆碱受体突变：快通道型症候群 649

25.4 NMDA受体与兴奋性神经毒性 650

25.4.1 NMDA受体介导兴奋性神经毒性的机制 650

25.4.2谷氨酸受体与卒中 651

25.5病理性疼痛与脊髓后角突触可塑性和小胶质细胞 651

25.5.1脊髓后角的基本生理学 651

25.5.2脊髓后角的突触传递 652

25.5.3脊髓后角损伤性网络的神经可塑性 652

25.5.4快速发生、反复增强的脊髓后角的兴奋性突触传递 652

25.5.5脊髓后角损伤感受性神经元的异突触增强 653

25.5.6脊髓后角损伤感受性神经元的长时程增强 653

25.5.7脊髓后角的小胶质细胞 653

25.5.8外周神经损伤后小胶质细胞是疼痛超敏的媒介 654

25.5.9小胶质细胞向神经元的信号传送：BDNF的作用 654

25.5.10小胶质细胞诱导的去抑制与NMDA受体介导的突触传递 654

25.6突触可塑性和药物成瘾 655

25.6.1药物成瘾中纹状体回路的功能和可塑性 656

25.6.2药物滥用 657

25.7突触传递异常与神经疾病的相关 657

25.7.1一氧化氮的病理 657

25.7.2一氧化碳的病理 658

25.7.3 D-丝氨酸的病理 658

25.7.4肌无力症候群：突触前异常 659

25.7.5肌无力症候群：乙酰胆碱酯酶突变 659

25.7.6亨廷顿病及亨廷顿蛋白 660

25.8突触传递异常与精神疾病的相关 660

25.8.1抑郁症与单胺氧化酶治疗 660

25.8.2兴奋性氨基酸与精神疾病 662

25.8.3胆碱转运蛋白与认知疾病的相关 664

25.8.4活动依赖的转录和人类认知及疾病的相关 665

25.8.5突触缺陷和智力失能症候群 666

25.8.6突触脚手架蛋白与精神疾病 667

25.8.7兴奋、抑制、局部振荡、大范围网络与精神分裂症 667

参考文献 668

第26章 沿着还原论往深处走：突触分子机器 670

26.1为什么要进行单分子研究？ 670

26.2单分子研究的方法学 672

26.2.1全内反射荧光显微镜（TIRFM） 672

26.2.2荧光共振能量转移（FRET） 672

26.2.3原子力显微镜（AFM） 672

26.2.4光镊 673

26.2.5单颗粒追踪方法 673

26.2.6膜表面蛋白（膜受体）的标记 674

26.2.7连接配基的选择 674

26.2.8标记表面受体活动的分析 675

26.3 SNARE融合分子机器的单分子研究 675

26.3.1 SNARE轴心结构域 676

26.3.2离体条件下二元、三元复合物的分析 679

26.4兴奋性及抑制性受体的膜表面运输 680

26.4.1测量单分子，还是测量多分子？ 680

26.4.2 GABA受体和甘氨酸受体 682

26.4.3受体与脚手架蛋白的相互作用 682

26.5由突触受体单分子成像研究引发的新观点 683

26.5.1 受体分子的布朗运动 683

26.5.2受体多路径靶向突触区及从突触区移除 683

26.5.3弥散是受体的分拣机制 684

26.5.4突触部位受体被短暂捕集的分子基础 684

26.5.5突触传递中受体的膜表面运输 685

26.5.6膜上分子运动刹车的概念 688

26.5.7展望 688

26.6细胞生物大分子定位、定量研究 690

26.6.1研究突触大分子定位、定量的新技术 690

26.6.2将来的挑战：电镜与超分辨光学显微镜的联合应用 691

26.7突触后致密分子机器的定位、定量研究 692

26.7.1突触后致密的生化组成和构筑 692

26.7.2已鉴定的PSD蛋白 693

26.7.3定量考察PSD蛋白的组成 693

26.7.4PSD95 695

26.7.5 PSD的三维组构 696

26.7.6突触后个别分子的三维结构 697

26.7.7 PSD蛋白组成定量、定位问题的前景 698

26.7.8从突触肌动蛋白的异源性看分子牵拽 698

26.7.9突触小泡内吞和外排的耦合与脚手架蛋白的分子附集作用 699

26.8论突触大分子的定位与定量单分子研究 700

26.8.1突触大分子研究中提出的问题 700

26.8.2新技术的应用与发明 701

参考文献 701

第27章 从突触到脑 704

27.1论神经活性分子作用的复杂性 704

27.2论线路传递与容积传递 705

27.3论中枢特殊突触的谷氨酸能传递远非突触传递的全部 706

27.4论突触外区的作用 706

27.5对中枢神经元树突树的整合作用知之甚少 708

27.6必须重视神经胶质细胞的作用 709

27.7从突触到脑有许多步骤要走 709

27.8需要创新性的研究 709

推荐阅读 710

参考文献 710

第28章 突触概念与突触进化 711

28.1非神经科学专业文献上提到的生理突触 711

28.1.1非神经科学专业文献上的生理突触判据 711

28.1.2论生理突触的要义 712

28.2免疫突触 712

28.2.1意义 712

28.2.2T细胞免疫突触 713

28.2.3免疫突触的形成 714

28.2.4免疫突触的功能 716

28.2.5免疫突触是稳定的、但临时性的细胞-细胞接头 717

28.2.6免疫突触生成的实验模型 717

28.2.7论免疫突触 718

28.3“细胞学”突触 719

28.3.1上皮突触 720

28.3.2病原体-宿主突触 720

28.3.3论“细胞学”突触，兼论突触定义 722

28.4突触进化 722

28.4.1突触蛋白质组复杂性的进化 722

28.4.2论“突触出现比脑还要早” 724

参考文献 724

汉英术语对照表 725

关键词索引 749

人名索引 782