代谢型谷氨酸受体研究进展

黄嘉琪

（浙江大学医学院附属第二医院浙江杭州310009）

【摘要】谷氨酸(Glutamate，Glu)是中枢神经系统内主要的兴奋性神经递质之一，mGluRs属于G蛋白耦联的受体，被配体激活后，通过G蛋白与细胞内的第二信使发挥作用。mGluR5在早期脑发育，促神经发生和细胞增殖及分化中起着重要作用。mGluR5参与很多不同的信号通路，影响多路系统的功能，从而调节人体的正常生理功能。

【关键词】代谢型谷氨酸受体；mGluR5分布；脑发育

【中图分类号】R394【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2016）24-0011-02

TheresearchprogressofmetabolictypeofGlutamatereceptors

HuangJiaqi.TheSecondAffiliatedHospitalofZhejiangUniversityMedicalCollege,ZhejiangProvince,Hangzhou310009,China

【Abstract】Glutamate（Glu)isthecentralnervoussysteminoneofthemajorexcitatoryneurotransmitter,mGluRsbelongtotheGproteincoupledreceptors,activatedbyligand,throughGproteinandintracellularsecondmessenger.MGluR5inearlybraindevelopment,andpromoteneurogenesis,andplaysanimportantroleincellproliferationanddifferentiation.ThemGluR5involvedinmanydifferentsignalingpathways,affectthefunctionofthemultiplexsystem,whichregulatesthenormalphysiologicalfunctionofhumanbody.

【Keywords】Metabolictypeglutamatereceptor;MGluR5distribution;Braindevelopment

1.前言

谷氨酸是脊椎动物中枢神经系统传导兴奋性冲动的重要神经递质，并且调节许多生理反应，包括感觉传导通路、高级脑活动、细胞毒作用、神经死亡等。mGluRs在哺乳动物中枢神经系统介导兴奋性神经传导,与学习记忆中的突触传递、可塑性改变、神经递质的调节等生理过程以及脑缺血、神经元变性疾病等病理过程均有密切的关系。

2.代谢型谷氨酸受体类型和分布

代谢型谷氨酸受体属G蛋白耦联受体，分子结构可以分为3个部分：细胞外区域、7次跨膜区和细胞内部分。激活这类受体可使细胞内三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)水平增高，使细胞内cAMP水平降低，通过这些细胞内第二信使的作用调节细胞活性[2]。根据氨基酸序列的同源性、药理学特性以及细胞信号转导机制不同，分成3组[1]：①Ⅰ组mGluRs主要包括mGluR5以及mGluR1，通过耦联Gq激活磷酯酶C，促进细胞内磷酯酰肌醇二磷酸水解为二酰甘油（DAG）和三磷酸肌醇（IP3），导致胞内Ca2+浓度升高;②Ⅱ组mGluRs主要包括mGluR3以及mGluR2，与Gi/o耦联后被激活，抑制环磷腺苷的形成和电压敏感的Ca2+通道，激活K+通道;③Ⅲ组mGluRs主要包括mGluR6和mGluR7、mGluR4以及mGluR8，也是与Gi/o耦联，激活后腺苷酸环化酶的活性受到抑制。

Ⅰ组mGluRs主要是位于突触前，通过调节离子型Glu受体调节神经元的兴奋性，而Ⅱ、Ⅲ组mGluRs主要是作为突触前受体来调节Glu和其他神经递质的释放，其中mGluR5在心脏中广泛分布。

3.mGluR5在发育过程中的作用

3.1mGluR5在早期脑发育中起着重要作用

DiGiorgiGerevini等[2]检测大鼠从胚胎12天至出生后mGluR1a2b、22、23、24a、24b、25a亚型的mRNA表达状况，最后发现不仅mGluR4表达，其他亚型也都表达，胚胎脑中仅仅有mGluR5蛋白表达。大鼠出生后，经典表达除此之外，mGluR5在激活的发生区如小脑的外颗粒层和SVZ都有表达，没有见其他mGluRs亚型表达。

Cappuccio等[3]研究表明在大鼠胚胎和生后也检测到了脑中mGluRs的表达情况，mGluR5蛋白存在于胚胎的所有脑区，并且神经发生区的表达也很有规律。上述结果表明mGluR5在早期脑发育和细胞增殖分化中起着重要作用。

3.2mGluR5的促神经发生作用

DiGiorgiGerevini等[4]进一步发现，培养的小鼠神经祖细胞表达功能性mGluR3和mGluR5，药物阻断这两种受体后，神经祖细胞的增殖和存活减少了，而激活mGluR5可以明显地促进细胞增殖。缺乏mGluR5的成年小鼠或者用mGluR5/3拮抗剂处理后，SVZ和海马齿状回中分裂增殖的神经祖细胞数明显减少。这就进一步明确了mGluR5的促神经发生作用。

3.3mGluR5对细胞分化和增殖都有重要作用

Gandhi等用在体模型和培养原代神经母细胞，发现对不同发育脑区的前脑前体细胞的增殖，谷氨酸亚型受体不同，产生作用也不同。mGluR5的激活对纹状体的增殖必不缺少，皮质祖细胞除外。谷氨酸通过多种受体机制诱导前脑神经发生区的增殖：N2甲基2D2天冬氨酸受体和mGluR5调节腹侧端脑DNA合成，α2氨基232羧基252甲基异唑242丙酸/红藻氨酸受体调节背侧端脑的增殖。进而提出假设，前脑神经细胞增殖需要mGluR5通过亚型特殊的分布区域来调节。

4.总结与展望

近年来关于代谢型谷氨酸的研究主要集中在中枢神经系统，对成体神经发生的关注,激活内源性的神经发生或者移植外源性的神经干细胞已经成为治疗神经系统疾病的一种很有前途的策略。我们应放眼全局，进一步了解mGluR在不同系统中的调节方式，将其推广到再生医学，细胞疗法等研究领域。

【参考文献】

[1]张军峰,代谢型谷氨酸受体与神经发生的关系[J].医学综述,2009，11,15,22.

[2]DiGiorgi—GereviniVD,eta1.(2004)ThemGlu5MetabotropicGlutamateReceptorisExpressedinZonesofActiveNeurogenesisoftheEmbryonicandPostnatalBrain[J]．BrainResDevBrainRes(S0165—3806),l50(1).

[3]CappuccioI,etal.(2005）EndogenousactivationofmGlu5metabotropicglutamatereceptorssupportsself-renewalofculturedmouseembryonicstemcells[J].Neuropharmacology,49Supp11.

[4]DiGiorgiGereviniV,etal.(2005)Endogenousactivationofmetabotropicglutamatereceptorssupportstheproliferationandsurvivalofneuralprogenitorcells[J].CellDeathDiffer,12(8).