动物特殊感知系统的研究进展

亿万年的进化,动物具备了超常的感觉能力和独特的神经结构及功能,以适应各自特殊的生态环境.本文简要综述了3个方面的研究进展:蛇类红外感知觉、蝙蝠回声定位和动物磁导航与定向.主要包括信号接收和传感相关的细胞和分子机制,信息处理的中枢神经机制,特殊信号相关的行为反应特征等.蛇类红外成像的生理基础是感受野的拓扑结构类似视觉系统,其红外系统在很大程度上可以替代视觉系统.TRPA1被证明是红外热传感的关键分子,但工作原理仍不明确.蝙蝠回声定位信号模式大体有3类,即恒频-调频、调频以及咔哒声(click),与回声定位相关的神经结构和功能高度特化,具有很高的时间和空间分辨率以及目标识别能力.基于地磁场进行导航在动物界普遍存在,在脑部外加磁场可以改变动物的行进方向.动物磁受体的分子机制争议很大,主要有铁晶体理论和基团对理论两个学派,后者是光依赖性的.这些研究结果对仿生学和仿生工程制备都有重要的启迪意义.     

科学信息

·Trends in Neuroscience《神经科学进展》 Vol.11 No.6,1988年1.神经营养性学说的一般原理的脱颖而出关键词:神经营养性假设;BDNF蛋白质的生理重要性;神经营养因子BDNF和NGF的特点比较;神经营养因子的实验研究动态。2.海马的表达:海马神经元如何编码? 关键词:海马组织中复杂的神经元编码以及部位;有关海马中神经活动的问题;对海马编码是否在其组织集合体中问题的探讨。     

胰岛素受体研究进展

胰岛素受体属多肽类的细胞膜受体之一,为了确定胰岛素如何在细胞内转变为细胞的代谢活动,人们对该受体的纯化及其结构特点研究做出了巨大的努力.在研究时发现:v-erb-B 肿瘤基因与人类上皮生长因子(EGF)受体是相同的,而胰岛素受体与肿瘤基因的产物尽管不同,但在氨基酸排列顺序上有很多相似之处,因此在了解胰岛素受体结构时,往往借助于肿瘤基因和EGF 来进行研究.目前通过DNA的氨基酸顺序已间接测定了胰岛素受体的氨基酸顺序.胰岛素受体是     

华虻(Tabbanus mandarinus)复眼网膜和薄板的结构研究

对双翅目昆虫特别是蝇的神经重叠型复眼的研究已成为在光学、神经生理学、行为学以及控制论中越来越受重视的课题。但对虻复眼结构的研究还未见报道。前不久我们已报道了虻复眼感杆光导的模式与光适应状态的关系的研究结果。实验表明虻复眼是具有离散型感杆束的神经重叠型复眼。在复眼的网膜水平上,虻的视觉系统和蝇的视觉系统一样,可分为两个亚视觉系统:第一亚视觉系统由外周小网膜细胞RC_(1-6)组成,第二亚视觉系统是由中央小     

鱼类的侧线机械感受系统和仿生学等应用研究

鱼类和水生两栖类(或幼体),具有特殊的侧线机械感受系统,以感受和分析周围水流微小的时空动态变异,提供鱼体即时的位向和环境水动态信息,助其判断水流属性,完成摄食、避敌、生殖、集群、导航和通讯等复杂行为.侧线机械感受的外周感觉器官主要为两类"神经丘":感受流体加速度(或压力差)和平行于体轴的流向信息,一般是位于体表侧线管道中的"管道神经丘";感受流体速度和垂直于体轴的流向信息,位于鱼体表面的"表面神经丘".两者都由感觉毛细胞和包裹的胶质顶组成.当接触流体的振动波时,胶质顶带动其内部的纤毛束发生定向摆动和偏转,打开毛细胞膜的离子通道,改变细胞的内外电位差,将流体机械信息转换成神经电信号传入.两类神经丘的大小、形状和排列方位(互成90°)不同,并由各自的神经支配.神经丘数目繁多,以特定的模式遍布鱼表,全方位地收集各部位不同瞬间的水动力变化信息,并由专一的侧线传入神经分支至中枢神经各级侧线中心,系统地综合分析.侧线感受器结构的精致程度和侧线系统在鱼体分布空间模式的复杂性,是依鱼的种类(系统进化地位)、水流生境及特殊行为等多方面需求形成.该系统已吸引了科学家近百年的研究,在物种间表观形态和生态行为多样性等,尤其是功能形态和神经电生理学方面,颇有进展.近年来,运用数学、物理、计算科学和纳米技术等多学科交叉研究,正起步开拓其仿生学应用.为进一步推动对侧线生物学和水动力机械感受器模式及其智能仿生学交叉研究领域的发展,本文以鱼类侧线研究的新发现和认识为基础,结合近年来有关侧线系统的研究文献,对侧线机械感受器的结构机理、发育模式、神经功能特性以及仿生学研究的进展与展望等方面进行综述.     

SARS冠状病毒S基因的最近共同祖先序列重建及Spike蛋白的适应性进化检测

严重急性呼吸系统综合症(severe acute respiratory syndrome，SARS)病原体——SARS冠状病毒(SARS-CoV)的基因组结构和表达模式已被详细描述。Spike蛋白作为冠状病毒粒子表面的结构性糖蛋白，负责结合宿主细胞受体，诱导病毒包膜和细胞膜的融合，刺激机体产生中和抗体并与介导细胞     

激素受体研究动向

激素发挥其生理作用的第一步,是识别它的专一性受体并与之结合。人们研究了各种激素与其受体相互作用的性质,并根据受体在靶细胞上的位置把激素分为两大类:①多肽和蛋白激素,例如胰岛素、生长激素、催产素等,它们的受体在细胞膜的外表面;②甾体激素和甲状腺等,其受体在细胞里面。     

“结合HRP”的制备

把抗体或植物凝集素与经过戊二醛或过碘酸活化处理的HRP相结合,使用这种复合的“结合HRP”标记细胞膜的抗原或受体,本是免疫组化的技术方法。1979年Gonatas等使用麦芽凝集素结合HRP(WGHRP)于神经解剖学的神经元联系标记上来,     

科学信息

Trends in Neurosciences《神经科学进展》Vol.11.No.4.1988年 1.学习和记忆的神经科学:细胞、神经通路和行为有理由相信存在着多种形式的记忆,在生物学分析方面,有些形式的学习尤易理解,神经通路的可塑性能明显影响有些类型的记忆。 2.对学习和记忆的细胞及分子学分析关键词:经典的条件;条件化的细胞相关性;对钾离子通道条件性调节的机理;调节性神经递质的作用机理;长期和短期记忆。     

调控方式影响跨期选择的神经基础:内侧前额叶的中介作用

跨期选择(intertemporal choice)是指个体对发生在不同时间点的成本与收益进行权衡,进而做出的各种判断和选择.先前的研究表明,个体在长久生活中所形成的调控方式("评估"和"行动"定向)会对跨期选择产生影响,然而调控方式影响跨期选择的认知神经机制依然不清楚.为此,本研究试图采用功能性磁共振成像(f MRI)技术考察调控方式影响跨期选择的神经基础.行为结果发现,"评估"定向者比"行动"定向者表现出更小的延迟折扣率;被试的"评估"定向得分和延迟折扣率成负相关,而"行动"定向得分和延迟折扣率呈正相关.脑成像的结果发现,表征延迟奖赏主观价值的内侧前额叶的激活水平与"评估"定向得分成显著的正相关,而与"行动"定向得分存在显著的负相关;进一步的中介分析表明,表征主观价值的内侧前额叶在调控方式与延迟折扣之间存在显著的部分中介效应.这些结果说明,调控方式对跨期选择的影响可能是通过改变延迟奖赏的主观价值来实现的,而表征主观价值的内侧前额叶则是其神经基础.     

科学信息

·Progress in Neurobiology《神经生物学进展》Vol.36,No.1,1991年1.中枢神经系统中含P物质细胞的发生演化关键词:神经递质P物质;中枢神经系统中细胞的免疫学分析;细胞的早期胚胎发育;含P物质细胞的演化及其作用. 2.消化酶CCK在摄食过程中的调控作用关键词:CCK酶的分子化学结构;CCK酶在摄食中的功能以及在其它方面的作用;CCK酶与摄食者年     

光学、眼睛和大脑

如果光学开始是作为视觉的科学,眼睛就是最早的光学仪器。生理光学的研究者和临床的同事主要关心的是眼睛作为一个感受器的正常和病理功能。近几年所有这一切都发生了振奋人心的变化。光学中已经删去了许多与眼睛没有直接关系的内容,例如X射线天文学、激光及光声光谱学。反之,视觉研究也已远远超出了它所唯一致力于的眼睛光学范围。最振奋人心的是关于视觉通路及对于线性定向、立体视觉的深度、空间频率、运动和色觉过程的专职脑细胞的发现。比较研究揭示了大脑的功能结构及遗传和化学程序规定的细胞发育。这就奠定了以后视觉再因环境因素而改变的基础。由于神经生理学的发展及新近采用的光学概念和新技术的刺激,视觉科学家们已将他们的研究范围大大扩大而超出了生理光学和颜色的传统课题。     

Aβ1~40对神经细胞膜通透性及胞内游离Ca2+的影响

利用激光共聚焦显微镜技术研究了可溶和纤维化的Aβ_1~40 对神经细胞膜通透性及胞内游离Ca²⁺的影响. 结果表明: ①可溶和纤维化的Aβ_1~40 对细胞膜通透性的影响均是浓度依赖的. 可溶的Aβ_1~40 只有当其浓度达到3 mmol/L时才能使膜的通透性增加, 而纤维化的Aβ_1~40 的毒性作用远远强于可溶性的Aβ_1~40 , 当浓度为1 mmol/L时, 即有明显作用. 当其浓度达到3 mmol/L时, 不但细胞膜的通透性大大增加, 而且核膜也有严重破损. ②高浓度可溶的和纤维化的Aβ_1~40 均能使胞内Ca²⁺升高, 升高的幅度呈浓度依赖的. 纤维化的Aβ_1~40 诱导的胞内Ca²⁺的上升比较同步, 且反应很快. 这提示高浓度可溶的和纤维化的Aβ_1~40 神经毒性与细胞膜物理化学性质的改变及胞内Ca²⁺平衡失调有一定的相关性.     

转铁蛋白-转铁蛋白受体系统在药物运输和定向给药中的应用

近年来, 药物的定向运输和定点给药系统的研究已取得了可喜的进展. 转铁蛋白-转铁蛋白受体系统在抗癌药物和蛋白质的定向运输以及作为基因载体在扩散的恶性肿瘤细胞基因治疗中的应用研究已接近临床使用阶段. 药物经转铁蛋白-转铁蛋白受体介导通过血脑屏障进入脑内发挥药效的给药途径的研究也给脑疾病的治疗带来了巨大希望.     

家兔中脑导水管周围灰质5-羟色胺受体参与电针镇痛和吗啡镇痛

许多资料证明中枢5-羟色胺(5-HT)在针刺镇痛和吗啡镇痛中起着重要作用。但其作用部位和机理尚未充分阐明。中脑导水管周围灰质(PAG)是内源性镇痛系统中的一个关键部位。本工作将5-HT受体拮抗剂肉桂硫胺微量注人家兔PAG部位,观察其对电针镇痛和吗啡镇痛的影响,借以探讨PAG内具有5-HT受体和阿片受体的神经结构在镇痛中的作用以及这两种神经结构之间的相互联系。     

固定在硅胶表面细胞膜的酶活性及其色谱特性

提出一种新的细胞膜制剂———硅胶载体细胞膜 (carriercellmembrane,CCM) ,即以硅胶为载体 ,用吸附法将活性细胞膜固定在其表面 .用电子显微镜和表面能谱技术 ,对硅胶CCM的表面特性进行了分析 .以K+,Na+ 三磷酸腺苷 (K+,Na+ ATP)酶作为活性指标 ,比较了硅胶CCM与悬液细胞膜和沉淀状细胞膜的酶活性随温度、时间的变化规律和稳定性 .结果表明 ,硅胶CCM与其他两种赋存状态的细胞膜一样 ,具有可比较的酶活性特征 .建立了以硅胶CCM为固定相的色谱系统 ,并用于研究钙拮抗剂与兔红细胞膜和心肌细胞膜特异性相互作用 ,以及二氢吡啶类异构体药物与兔小脑细胞膜立体相互作用 .表明用硅胶CCM色谱法所得色谱参数可以反映药物与膜受体相互作用的特异性和立体选择性 .     

Aβ1～40对神经细胞膜通透性及胞内游离Ca2+的影响

利用激光共聚焦显微镜技术研究了可溶和纤维化的Aβ1～40对神经细胞膜通透性及胞内游离Ca2+的影响. 结果表明: ①可溶和纤维化的Aβ1~40对细胞膜通透性的影响均是浓度依赖的. 可溶的Aβ1~40只有当其浓度达到3 μmol/L时才能使膜的通透性增加, 而纤维化的Aβ1~40的毒性作用远远强于可溶性的Aβ1～40, 当浓度为1μmol/L时, 即有明显作用. 当其浓度达到3μmol/L时, 不但细胞膜的通透性大大增加, 而且核膜也有严重破损. ②高浓度可溶的和纤维化的Aβ1～40均能使胞内Ca2+升高, 升高的幅度呈浓度依赖的. 纤维化的Aβ1～40诱导的胞内Ca2+的上升比较同步, 且反应很快. 这提示高浓度可溶的和纤维化的Aβ1～40神经毒性与细胞膜物理化学性质的改变及胞内Ca2+平衡失调有一定的相关性.     

板块振动生物膜新模型的应用

味受体分布在味细胞膜的某些板块之上,当受体块为适当刺激物的量子交换所激发而跃迁至一定的振动能级后,由于共振原理,膜中所有尺寸相同、组成相似的板块均将随之作频率相同的共振,由是味信息乃传送到味神经末梢。板块相变及其媒介也能用以阐明许多生物膜的特性,诸如麻醉作用、蛋白-脂质相互作用、成帽、通透、粘接、融合、分裂、吞饮等等现象。在这些过程中疏水桥键是个关键。     

发现细胞膜的通道:2003年诺贝尔化学奖简介

20 0 3年诺贝尔化学奖授予两位在细胞膜通道研究领域作出突出贡献的科学家 ,以表彰他们发现了细胞膜内的通道 .其中一半由彼特·阿格雷分享 ,因为他发现了且描述了第一个水通道蛋白质 ;另一半由罗德里克·麦金农分享 ,由于他发现并了阐述了离子通道功能的结构及机制的基础 .本文对细胞膜内的通道以及两位科学在该研究领域中所做的开创性贡献做了简要介绍 .     

大鼠脑中存在β-蝮蛇神经毒素的结合位点

由于神经细胞质膜上的多种离子通道和受体是神经毒素的天然靶物质,所以神经毒素在这些膜蛋白的生理功能及结构性质研究中已成为十分有用的工具.从各种蛇毒分离的神经毒素分为在突触后选择地阻遏神经肌肉接头传递的α型毒素以及突触前抑制递质释放的β型毒素两类.α-银环蛇神经毒素作为一种突触后毒素在nACh受体的发现、鉴定、分离及结构功能研究中所起的关键性作用是众所周知的,但与此形成对照的是,突触前过程及有关通道、受体的研究鉴定工作却进展有限.缺乏合适的探针是造成这种状况的原因之一.