蛋白酶体依赖性蛋白降解的实时成像及其在海马突触可塑性中的作用研究

项目名称： 蛋白酶体依赖性蛋白降解的实时成像及其在海马突触可塑性中的作用研究

项目编号： No.30870795

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2009

项目学科： 轻工业、手工业

项目作者： 托马斯

作者单位： 复旦大学

项目金额： 40万元

中文摘要： LTP 是突触传递功能可塑性的重要表现形式，谷氨酸受体在突触后致密区（PSD）的重组可能是LTP 维持的重要机制，此过程包含几种重要的突触后蛋白的变化。许多研究表明泛素蛋白酶体介导的突触后蛋白降解作为与蛋白合成、修饰和转位一样重要的途径调节着突触可塑性，而且许多神经系统退行性疾病也存在UPS 功能失调。但是与可塑性相关的突触后蛋白的时空降解顺序及其在长持续LTP中的作用、UPS 激活的信号级联反应中那些环节对突触可塑性至关重要等问题还很不清楚，是目前研究的前沿问题。本研究联合应用病毒表达载体系统、激光共聚焦成像技术和突触电生理技术，以大鼠海马脑区为研究对象，系统研究UPS 介导的蛋白降解在活性依赖性的突触可塑性中的作用。本研究将获得关于突触蛋白降解的时空动力学和其在突触可塑性中的作用的详细信息，从而为大脑记忆之谜的揭开增加新的理论和实验依据并为发现神经退行性疾病新的治疗靶点提供强有力的支持。

中文关键词： 突触可塑性; 蛋白更新; 泛素-蛋白酶体系统(UPS);海马CA1区

英文摘要： ?Synaptic plasticity is tightly associated with use-dependent regulation of protein turnover at the level of protein synthesis, degradation, transport and localization. Toaddress the role of ubiquitin - proteasome mediated protein degradation (UPS) in activity-dependent synaptic plasticity, a combination of a viral expression system, fluorescent imaging and electrophysiology will be employed. Our major aims are (i) to determine the spatiotemporal order of plasticity-related degradation of prominent postsynaptic proteins, (ii) to assess the signaling cascades involved in UPS activation, (iii) to evaluate the degree of input-specificity of protein degradation at the level ofindividual spines, and (iv) to assess the impact of the degradation of prominent postsynaptic proteins on activity-dependent synaptic plasticity. This study will gain precise insights regarding the spatiotemporal dynamics of synaptic protein turnover and its role in synaptic plasticity,and because synaptic dysfunction is a common defect in these diseases,a better understanding of the involvement of proteasome system in synaptic plasticity would be incredibly supportive for developing new therapeutic strategies.

英文关键词： Synaptic plasticity; protein degradation; ubiquitin - proteasome system (UPS); CA1 hippocampal region