神经科学

神经科学研究旨在探究大脑与中枢神经系统的解剖结构及生理功能。人类大脑拥有约 1000 亿个神经元,神经胶质细胞数量更是接近神经元的十倍。单个神经元可形成数千输入突触连接,这些连接各自传递来自突触前细胞的兴奋性或抑制性信号。正是这些信号的复杂整合,调控着人体各项生理机能,包括学习与记忆、运动与感觉功能,以及情感情绪等。研究神经系统的发育、稳态维持,以及神经系统功能障碍的诱因,是当今神经科学领域的核心课题。

R&D Systems 提供各类研究工具,可用于神经系统功能多方向研究,涵盖轴突导向、模式形成等发育过程,以及衰老、神经退行性疾病的作用机制。请点击下方链接,查找与您关注的领域相关的产品。

神经科学研究精选产品

用于IHC 检测关键疾病靶点的抗体

我们拥有丰富的高品质、经 IHC 验证的一抗,以及适用于神经科学成像的荧光染料和探针,可对神经疾病相关核心蛋白进行检测与定位。

调控神经细胞活性的小分子

依托我们丰富的 Tocris™ 小分子激动剂、拮抗剂及调节剂,靶向特定受体和离子通道,开展神经细胞功能研究与干预实验。

神经 3 色免疫细胞化学试剂盒

该试剂盒搭载多种荧光偶联一抗,可同步标记神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞,用于分析神经干细胞的分化情况。

核心产品类别

精选神经科学信号通路

突触神经传递:谷氨酸能兴奋

谷氨酸能兴奋在突触可塑性中发挥核心作用,而突触可塑性则是学习与记忆功能的生理基础。阅读更多谷氨酸能兴奋信号传导相关内容。

A-β 信号通路

可溶性 A-β 寡聚体具有神经毒性,与阿尔茨海默病早期阶段相关。了解 A-β 蛋白作用的潜在受体,以及 A-β信号通路如何诱发神经退行性改变。

多巴胺 D1 样受体家族信号传导通路

多巴胺水平异常与多种神经、精神疾病相关。了解多巴胺激活的受体与信号分子及相关通路的作用。

神经科学研究工具与资源

浏览专为神经科学研究人员设计的资源:

精选资源

IHC 手册
IHC Handbook

这份最新修订的手册全面介绍 IHC 技术,可作为设计、实施、优化及解决 IHC 实验方案问题的便捷参考指南。

荧光染料与探针指南
Fluorescent Dyes and Probes Guide

这份综合指南收录全系列荧光染料与探针,并讲解多种成像技术,助力相关研究开展。

神经干细胞工作流程解决方案
Neural Stem Cell Workflow Solutions Brochure

了解有效促进神经干细胞高效、稳定扩增、分化及鉴定的实验试剂。

其他神经科学研究资源

神经科学背景信息

分子细胞神经科学与发育神经科学是神经科学的两大研究方向,为理解脑部疾病机制、开发多种疾病(包括神经退行性疾病 、神经炎症性疾病)的治疗方法奠定了基础。神经退行性疾病会造成神经细胞不可逆损伤及功能丧失,全球数百万人群受其困扰。其中,阿尔茨海默病与帕金森病是全球导致痴呆症的主要原因。

分子细胞神经科学

分子细胞神经科学聚焦于调控脑细胞功能的各类分子与基因。

突触传递

神经传递,即突触传递,指信号从一个神经元传至另一个神经元的过程,依靠动作电位的传播实现信息传导。该过程是外周神经系统与中枢神经系统内部及二者之间神经元通讯的基础,对记忆与认知、肌肉收缩及器官功能协调至关重要。

大多数神经传递发生在化学突触处,在此过程中,突触前神经元释放内源性神经递质,再由突触后神经元上的受体完成识别。神经递质大致可分为三类:氨基酸类(包括谷氨酸g甘氨酸)、胺类(包括多巴胺血清素去甲肾上腺素)以及肽类(如强啡肽脑啡肽神经肽 Y)。

谷氨酸和甘氨酸这两种氨基酸在人体所有细胞中均有分布,其余神经递质则仅由神经元合成。神经递质合成后,会被转运并储存于突触囊泡中,待信号刺激时释放。神经递质的释放由动作电位到达突触前神经元轴突末端触发:电压门控钙离子通道开放,离子内流。细胞内钙离子浓度升高后,突触囊泡与突触前膜融合,通过胞吐作用将神经递质释放到突触间隙中。

神经递质扩散穿过突触间隙,与突触后膜上的特异性受体结合。这些受体可能是配体门控离子通道(LGIC)或 G 蛋白偶联受体(GPCR),部分神经递质会同时拥有这两类受体。神经递质与配体门控离子通道结合后,会引发蛋白结构的构象变化,从而使离子得以通过通道。若通道选择性允许正电荷阳离子通过,会导致突触后膜去极化,并在突触后神经元中引发动作电位。相反,若通道偏向负电荷阴离子通过,会导致突触后膜超极化,从而抑制动作电位的产生。神经递质与 GPCR 结合后,会激活 G 蛋白,进而作用于酶来调节细胞内信号通路,最终影响离子通道、各类酶蛋白等功能分子的活性。

神经递质与受体结合后,会被及时清除出突触间隙,以便进行下一轮突触传递。神经递质分子通过特定的再摄取转运蛋白,由突触前神经元或星形胶质细胞等其他细胞类型重新摄取。神经递质随后可能被代谢用于合成新递质,或者直接转运回突触囊泡储存。

Presynaptic and Postsynaptic Neuron

以上示意图展示了多巴胺能、谷氨酸能、阿片肽 及血清素能神经传递过程中的主要事件。多巴胺和 5-羟色胺均为源自氨基酸的生物胺,而谷氨酸本身即属氨基酸,阿片肽则由前体蛋白裂解而成。所有神经递质均经突触前膜胞吐释放,随后穿过突触间隙,与特异性受体结合。这些受体可能是配体门控离子通道(如离子型谷氨酸受体)或 G 蛋白偶联受体(如阿片受体的所有亚型)。离子通过配体门控离子通道会改变神经元的兴奋性。神经递质作用于 GPCR 时,会调控细胞内信号通路,具体通路类型由受体偶联的 G 蛋白决定。

动作电位

动作电位是神经元上传递信息的信号,同时也可触发突触释放神经递质。从生理学角度看,动作电位是由电压门控离子通道的开启与关闭引发的静息膜电位的快速逆转。在静息状态下,由于离子在细胞膜两侧的分布,相对于细胞外液,神经元胞质呈负电荷状态(即极化状态)。

电压门控钠离子通道(Nav 通道)开放,钠离子沿其浓度梯度涌入细胞内,细胞膜发生去极化,当电位超过阈值时,动作电位随即产生。随着钠离子通道失活,钠离子内流终止,电压门控钾通道(Kv 通道)随之开放,钾离子外流。离子流动重新达成平衡,胞内电位再度低于胞外,细胞膜完成复极化。钾离子通道开放时,细胞膜对钾离子具有高度通透性,而钠离子通道仍处于失活状态,细胞膜对钠离子的通透性较低。该阶段细胞膜发生超极化,直到钾离子通道关闭,膜电位恢复至静息水平。

动作电位以去极化波的形式沿轴突传导。当细胞膜的某区域发生去极化时,会触发邻近的钠离子通道开放,使相邻区域膜也产生去极化。上一节段膜上钠离子通道的失活,确保动作电位仅沿轴突单向传导。中枢神经系统中部分轴突周围具有由髓鞘构成的鞘层,起到电绝缘作用。电压门控钠、钾离子通道集中分布在髓鞘的间隙处,即郎飞氏结。髓鞘可提升动作电位的传导速度,电位仅在郎飞氏结处产生,以“跳跃”方式沿轴突传递,该现象称为跳跃式传导。

发育神经科学

发育神经科学研究神经系统的形成过程,从细胞组成开始,一直到这些细胞如何组织成主要功能网络。

Human brain development