近日出版的國際期刊《神經(jīng)元》雜志發(fā)表了題為《斑馬魚發(fā)育期視網(wǎng)膜興奮性突觸功能的長時程增強》的論文。該論文由中科院上海生科院神經(jīng)科學研究所杜久林小組完成。該小組運用在體研究方法，首次發(fā)現(xiàn)了視網(wǎng)膜突觸功能在發(fā)育時期具有長時程增強（long-term potentiation，LTP）的能力。

    LTP被認為是動物學習/記憶和發(fā)育過程中經(jīng)驗依賴性的神經(jīng)環(huán)路修飾的突觸機制之一。盡管大量的研究已發(fā)現(xiàn)，在發(fā)育時期，視覺經(jīng)驗和神經(jīng)活動對于視網(wǎng)膜神經(jīng)環(huán)路的形成至關(guān)重要，但LTP在視網(wǎng)膜中是否存在還是個謎。

    該工作主要由博士生魏宏平等在研究員杜久林的指導下完成。他們以斑馬魚為模式動物，利用在體全細胞電生理和在體雙光子成像等技術(shù)，在整體動物上研究LTP是否存在于發(fā)育期的視網(wǎng)膜。

    首先，研究人員發(fā)現(xiàn)，在出生后3～6天的斑馬魚上，高頻電脈沖刺激能夠在視網(wǎng)膜雙極細胞到神經(jīng)節(jié)細胞這一級興奮性突觸上誘導LTP，而在出生15至20天的動物上則不能；該LTP的誘導需要突觸后N-甲基-D-天冬氨酸受體的激活。

    其次，該LTP的表達涉及突觸前的變化，包括雙極細胞軸突末端鈣反應的長時程增加、微小興奮性突觸后電流頻率的增加、突觸后電流的配對脈沖比率及變異系數(shù)的降低等。

    藥理實驗表明，這些突觸前的變化主要由突觸逆向信號分子花生四烯酸介導。進一步的功能實驗發(fā)現(xiàn)，重復的光刺激也能在同一級突觸上誘導LTP，并且由電刺激和不同種模式的光刺激誘導產(chǎn)生的LTP都能有效增加神經(jīng)節(jié)細胞的對光反應。

    該工作首次闡明了LTP的確存在于發(fā)育時期的視網(wǎng)膜中，為視覺經(jīng)驗引起的視覺神經(jīng)環(huán)路修飾和發(fā)育提供了突觸機制。