Science：腺苷和GABA信号在发育期间的突触稳定中起着重要作用

邓文龙

Science：腺苷和GABA信号在发育期间的突触稳定中起着重要作用

腺苷和 GABA 信号在发育过程中趋于稳定突触   本文为大脑发育、神经生理药理学关联基础医学研究论文。

GABA
突触
GABA
GABAA
ATP
腺苷
突触后密集区
A2A受体
cAMP
shRNA
gephyrin
突触间隙

中文来源：生物谷 Bioon.com原创 2021-11-11 13:59

当某些GABA能突触变得不活跃时，A2A受体调节它们的消除。A2A受体准备好检测活跃的突触前末梢，并在突触不活跃的确定时期后触发突触的清除。

2021年11月11日讯/生物谷BIOON/---在发育过程中，大脑回路会经历突触形成、稳定或消除的阶段。γ-氨基丁酸（GABA）介导的突触（GABA能突触）的形成主要取决于细胞粘附分子，如神经连接蛋白（neuroligin）和富含亮氨酸的重复跨膜蛋白，它们与突触前的轴突蛋白（neurexin）和与突触前的蛋白酪氨酸磷酸酶结合的Slit-和Trk样家族蛋白相互作用。GABA和GABA A型（GABAA）受体以活动依赖的方式参与突触的成熟和修剪。三磷酸腺苷（ATP）和腺苷可以在突触处与GABA共同释放，并被腺苷A2A受体所感知。

在一项新的研究中，来自法国、葡萄牙、瑞士、西班牙和加拿大的研究人员测试了腺苷信号在稳定和消除GABA能突触中的作用。相关研究结果发表在2021年11月5日的Science期刊上，论文标题为“Convergence of adenosine and GABA signaling for synapse stabilization during development”。

A2A受体控制迁移速度、轴突伸长和树突分支。A2A受体是否控制大脑中突触的形成、稳定或消除尚不清楚。在成年大脑中，A2A受体大多表达在突触前末梢，在那里它们控制突触囊泡释放的概率。在早期大脑发育过程中，神经突触的A2A受体的数量、位置和功能一直不清楚。

在发育中的小鼠海马体的突触发生过程中，在出生后第5天到第16天之间，A2A受体的密度在突触后密集区（postsynaptic density）周围短暂地增加。它的内源性配体腺苷的活动依赖性释放也增加。A2A受体控制GABA能突触的命运。抑制A2A受体---对它进行药物阻断，或去除腺苷---在体内和体外都会导致突触前和突触后部位的不稳定。如果A2A受体保持无活性>20分钟，突触不稳定是不可逆的。这些作者发现，A2A受体的激活对GABA能突触的稳定是必要且充分的，而只要A2A受体保持激活，GABAA受体的激活就不是必要的。基于此，他们研究了起作用的分子机制。

A2A受体和GABAA受体的信号通路汇聚到对钙-钙调蛋白敏感的腺苷酸循环酶上，从而产生腺苷3',5'-单磷酸（cAMP）。由此产生的蛋白激酶A的激活导致突触后支架分子gephyrin在蛋白激酶A敏感的第303位点上的丝氨酸残基发生磷酸化。模拟这种磷酸化状态的gephyrin突变体的表达可以防止在去除细胞外腺苷后的突触损失。磷酸化的gephyrin可与突触后跨膜的Slit-和Trk样家族蛋白3共同免疫沉淀，后者在突触间隙（synaptic cleft）中与突触前蛋白酪氨酸磷酸酶σ结合，以便形成抑制性突触。用短发夹RNA（shRNA）方法或通过表达突变体，证明了Slit-和Trk样家族蛋白3通过腺苷信号有助于稳定GABA能突触。最后，在体内突触发生过程中拮抗A2A受体，会导致动物在发育过程中丧失GABA能突触，并在成年时出现认知障碍。

综上所述，当某些GABA能突触变得不活跃时，A2A受体调节它们的消除。A2A受体准备好检测活跃的突触前末梢，并在突触不活跃的确定时期后触发突触的清除。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Ferran Gomez-Castro et al. Convergence of adenosine and GABA signaling for synapse stabilization during development. Science, 2021, doi:10.1126/science.abk2055.

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk2055

http://news.bioon.com/article/6792876.html

GABA
http://news.bioon.com/tags/GABA/1.html

腺苷
http://news.bioon.com/tags/%E8%85%BA%E8%8B%B7/1.html



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邓文龙

γ-氨基丁酸

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Confusion grey.svg  提示：此条目的主题不是γ-羟基丁酸。
γ-氨基丁酸

GABA molecule
IUPAC名
4-aminobutanoic acid
识别
CAS号        56-12-2  ✓
PubChem        119
ChemSpider        116
SMILES       

InChI       

InChIKey        BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYAC
EINECS        200-258-6
ChEBI        16865
RTECS        ES6300000
DrugBank        DB02530
KEGG        D00058
MeSH        gamma-Aminobutyric+Acid
IUPHAR配体        1067
性质
化学式        C4H9NO2
摩尔质量        103.120 g/mol g·mol⁻¹
外观        白色微晶粉末
密度        1.11 g/mL
熔点        203.7 °C（477 K）
沸点        247.9 °C（521 K）
溶解性（水）        130 g/100 mL
log P        −3.17
pKa        4.23 （羧基）、10.43（氨基）[1]
危险性
主要危害        刺激性、有危害性
致死量或浓度：
LD50（中位剂量）
12,680 mg/kg （小鼠，口服）
若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。
γ-氨基丁酸（英语：γ-Aminobutyric acid，简称GABA，化学名称：4-氨基丁酸，又称胺酪酸、哌啶酸。广泛分布于动植物体内。植物如豆属、参属等的种子、根茎和组织液中都含有GABA。在动物体内，GABA几乎只存在于神经组织中，其中脑组织中的含量大约为0.1-0.6mg/克组织，免疫学研究表明，其浓度最高的区域为中脑中黑质。GABA是目前研究较为深入的一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活性。在人体，GABA还直接调控肌肉张力。[2]

虽然在化学上，GABA被归类为氨基酸，但科学界很少这样将它归类，因为生物学上称的氨基酸通常指的是α-氨基酸，而GABA则属于γ-氨基酸；也就是说，该化合物的氨基连接在羧基旁的第三个碳（γ碳）上。

在痉挛型双边麻痹（spastic diplegia）的患者身上，由于上运动神经元病变，造成神经的GABA吸收能力受损，导致肌肉张力亢进。


目录
1        功能
1.1        神经递质
2        受体
3        参见
4        参考文献
5        外部链接
功能
神经递质
在脊椎动物身上，GABA为大脑中的一个抑制突触的神经递质。GABA会与突触前后特定的膜受体结合，导致离子通道打开，使带负电的氯离子流入细胞，带正电的钾离子流出细胞，这个现象称为过极化。

目前已知有两种GABA受体：

GABAA：为化学讯号管制型离子管道复合物的其中一部分。
GABAB：属于代谢型受体，为一种G蛋白偶联受体。

https://zh.wikipedia.org/wiki/%C ... A%E4%B8%81%E9%85%B8



植物如豆属、参属等的种子、根茎和组织液中都含有GABA

https://www.google.com/search?q= ... p;bih=625&dpr=1

脑 谷氨酸 合成 γ-氨基丁酸

https://www.google.com/search?q= ... p;bih=625&dpr=1

一种高产γ-氨基丁酸的生产方法及应用

目前，GABA的生产方法主要有化学合成、植物富集和生物合成三种。其中化学法是以邻苯ニ甲酰亚氨钾和Y-氯丁氰或丁内酯为原料在強烈条件下反应，所得产物与浓硫酸作用后再经过水解制得产品GABA ;该法速度快，得率高，但成本高，安全性差。植物富集法是从富含GABA的麸皮、茶叶、番茄汁等原料中分离提取。生物法是采用微生物发酵，生物合成方法，此方法生产成本低、无毒、安全且环保，是属低碳、緑色生产方式。现有技术公开的菌株大多都是以大肠杆菌作为发酵GABA的菌株，但其存在安全卫生方面的隐患。最近发现乳酸菌中同样拥有谷氨酸脱羧酶，可以催化底物谷氨酸钠来合成GABA，而且被安全地应用于食品医药行业当中。
目前已报道的采用乳酸菌生产GABA的方法有两种：ー是：培养短乳杆菌的同时不断流加底物谷氨酸钠进行发酵，生成积累GABA。目前国内报道采用此法发酵最高水平为12g/L。ニ是：培养并获得大量富含谷氨酸脱羧酶的短乳杆菌细胞，收集此细胞并制成休止细胞，放入含有谷氨酸钠的缓冲液中，在最佳的谷氨酸脱羧酶酶促反应条件下，将谷氨酸转化为GABA，目前国内外报道生成的GABA可达345. 83mM。

https://patents.google.com/patent/CN102174449B/zh

一种提高γ-氨基丁酸含量的茶叶加工方法

近代医学研究表明，γ-氨基丁酸是中枢神经系统中重要的抑制性神经递质，在哺乳类动物的大脑中含量很高，具有抗惊厥、促进脑代谢、防止脑动脉硬化和明显抑制血压上升等药理作用。但是，γ-氨基丁酸是一种非蛋白质氨基酸，在高等植物中含量较低，一般在0.03-32.5μmol/g之间。
目前，日本已开发出富含γ-氨基丁酸的茶叶、桑叶茶、米胚芽和清凉饮料水等产品并投放市场，深受广大高血压患者的青睐。提高茶叶中γ-氨基丁酸含量的方法主要有氮气嫌气处理、红外线、微波照射、谷氨酸钠溶液处理等等。1986年日本津志田藤二郎博士、大森正司博士等首先将茶鲜叶放在氮气下处理6小时，使茶叶中γ-氨酸丁酸含量由一般茶叶中的0.3mg/g增至2.0mg/g，经动物实验和临床试验证实该茶具有明显的降血压效果。1997年日本白木与志也采用红外线照射和0.3-0.4kw微波照射茶鲜叶，开发出γ-氨酸丁酸含量在2.0mg/g左右的蒸青绿茶。1998年日本白木与志也又采用0.01-0.2mol/L谷氨酸钠溶液处理茶鲜叶3小时，使茶叶中γ-氨酸丁酸含量达到了2.18mg/g。但目前这些处理方法还存在着这样那样的缺陷，如采用氮气嫌气处理成本较高，特别是在我国农村、乡镇很难购到氮气；采用红外线照射耗电较大；采用微波照射对防泄露要求较高；采用谷氨酸钠溶液处理茶鲜叶易产生“水闷味”，影响茶叶品质。我国茶叶资源极为丰富，年产干茶72万多吨；我国高血压，心血管病患者人数位居世界榜首，有一亿多人。因此，开发生产具有降血压功效的γ-氨基丁酸茶产品，市场前景广阔，不仅能产生很大的经济效益，同时也能获得极大的社会效益。

https://patents.google.com/patent/CN1545894A/zh

谷氨酸脱羧酶

https://www.google.com/search?q= ... chrome&ie=UTF-8

谷氨酸脱羧酶
维基百科，自由的百科全书
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E ... 1%E7%BE%A7%E9%85%B6

磷酸吡哆醛

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E ... 1%E5%93%86%E9%86%9B

谷氨酸脱羧酶抗体相关神经系统疾病研究进展
作者：中风与神经疾病杂志
谷氨酸脱羧酶（GAD）是催化谷氨酸（GLU）脱羧生成抑制性神经递质-γ-氨基丁酸（GABA）的关键限速酶，在神经系统主要分布于GABA能神经元内。人体产生的谷氨酸脱羧酶抗体（GAD-Ab）能干扰GAD的活性，导致GABA合成不足，GLU蓄积过多，抑制性与兴奋性神经递质失衡，出现一系列神经系统异常症状。可致 癫痫，小脑性共济失调，僵人综合征，眼球运动障碍，边缘性脑炎，副癌综合征，Miller-Fisher综合征等。

http://neurologyclub.org/nd.jsp?id=858

谷氨酸脱羧酶抗体滴度与成人隐匿性自身免疫糖尿病
李霞, 周智广
Published 20 March 2005
成人隐匿性自身免疫糖尿病(LADA)属于缓慢起病的自身免疫性1型糖尿病,谷氨酸脱羧酶抗体(GAD-Ab)阳性对LADA的诊断具有决定性作用.研究发现GAD-Ab滴度可能与LADA患者的细胞免疫、易感基因、临床特征、胰岛功能等相关,因此推断LADA可能存在与GAD-Ab滴度相关的异质性.研究具有不同抗体滴度LADA患者的胰岛病理改变有助于了解β细胞的免疫破坏进程、尝试新的免疫干预措施,从而为1型糖尿病的治疗及预防提供依据。

https://www.semanticscholar.org/ ... fce50a1bbdbbdbd0032



自然:B細胞是叛徒!B細胞可分泌GABA,抑制抗腫瘤免疫 负反馈

http://www.kaseisyoji.com/forum. ... amp;extra=#pid96266



Nat：揭秘大脑皮层中间神经元发育 遗传表观协 GABA能

http://www.kaseisyoji.com/forum. ... &extra=page%3D3



Science：重磅！抑制大脑中的腺苷有望提高你的语言和音乐学习能力

听觉丘脑是大脑中的中继站，收集声音并将它们发送到听觉皮层进行加工。听觉丘脑和听觉皮层依赖神经递质谷氨酸进行通信。已知腺苷通过抑制这种神经递质的释放，降低谷氨酸水平。这项研究也将腺苷抑制与下降的大脑可塑性和高效的听觉学习能力终结关联在一起。

https://news.bioon.com/article/6706270.html