Caveolin-1介导AMPA受体过度内化在脆性X综合症异常突触可塑性中的机制研究

来源 :第四军医大学 中国人民解放军空军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lgxbyc1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
背景及目的:脆性X综合症(Fragile X syndrome,FXS)是最常见的智力障碍遗传疾病之一,男性发病率约为1/1200~1/2500,女性发病率约为1/1650~1/5000。脆性X综合症是由于患者X染色体上的Fmr1基因的CGG三核甘酸重复序列过多从而导致基因的失活,进而导致其编码的FMRP蛋白的缺失。FXS的mGluR理论认为FMRP的缺失使相关蛋白合成增加,从而使AMPA受体过度内化,使由mGluR介导的LTD变得过度活跃。而在此过程中,caveolin作为膜内吞分子,有可能通过介导mGluR-LTD过程中的AMPA受体内化从而参与到FXS的发病机制中。  由此本实验结合多种实验方法,探究在脆性X综合症中,Caveolin-1介导AMPA受体过度内化的异常突触可塑性的机制,为进一步丰富FXS的mGluR理论及找到治疗脆性X综合症的潜在药物奠定基础。  方法:  1.原代培养野生型(wild-type,WT)和Fmr1基因敲除(knock-out,KO)小鼠神经元细胞,通过RT-PCR及western blot观察给予mGluR激动剂DHPG后caveolin基因及蛋白表达水平的变化,并对比在两种小鼠中caveolin的表达情况。  2.在正常小鼠神经元细胞中,通过给予src激酶抑制剂来检测mGluR下游src激酶对于CAV1表达的影响。  3.在WT和KO神经元中,给予CAV1过表达及shRNA病毒来调控CAV1表达水平的高低,或给予dynamin抑制剂阻断内化过程,通过分离膜浆蛋白,探究在激活mGluR通路时,AMPA受体亚型GluR1和GluR2在不同条件下的内化情况。  4.在WT小鼠中脑定位注射CAV1过表达病毒,由此模拟KO小鼠脑内CAV1表达水平,观察在旷场,水迷宫及恐惧记忆实验中小鼠的表现。  5.在KO小鼠中,脑定位注射src激酶抑制剂,由此降低KO小鼠体内CAV1表达,观察其在旷场,水迷宫和恐惧记忆实验中的表现,验证其对KO小鼠异常行为是否有改善。  结果:  1.在WT小鼠中,通过体内外实验证明,激活mGluR后,caveolin的基因及蛋白表达水平均明显增加,且随激动剂作用时间延长,增长趋势逐渐下降,提示在mGluR通路激活的条件下,可刺激增加CAV1的表达。  2.通过给予mGluR下游src激酶的抑制剂A-419259,可明显抑制 DHPG引起的CAV1表达增加,且高浓度A-419259可抑制CAV1表达低于正常水平,证实mGluR1/5通过下游src激酶对CAV1进行调控。  3.通过western blot实验,证实在体外神经元细胞及体内海马脑区,KO小鼠的CAV1基础表达水平显著高于WT小鼠,提示在KO小鼠中异常增多的CAV1可能参与其异常突触可塑性的调节。  4.在动物行为学实验中,通过在WT小鼠脑内立体定位注射CAV1过表达病毒提高WT小鼠脑内CAV1水平,发现其可影响WT小鼠在旷场实验中的活动,并影响其在水迷宫和恐惧记忆实验中的学习记忆行为。  5.在动物行为学实验中,通过在KO小鼠脑内立体定位注射src激酶抑制剂,发现其可改善KO小鼠的过度活跃,并改善KO小鼠在水迷宫和恐惧记忆实验中的学习记忆行为缺陷。  结论:研究结果证实,CAV1表达正常时,mGluR1/5激活后,可通过下游src激酶调控CAV1表达使其增高,通过胞吞作用内化AMPA受体。在脆性X综合症中,由于失去FMRP的翻译抑制作用,导致CAV1基础水平较高,在mGluR1/5激活后过度表达,促使AMPA受体过度内化,引起了mGluR-LTD的过度增强,从而使脆性X综合症患者的学习记忆能力受到影响。
其他文献
多沙唑嗪(doxazosin,Dox)为喹唑啉环衍生物,属长效、高选择性α1受体阻断药,其分子结构中存在一个手性碳原子,为手性药物,临床使用其消旋体[(±)Dox],是治疗良性前列腺增生合并下尿路症状(BPH/LUTS)的一线用药,也是治疗高血压的常用添加药物(add-ondrugs)。众所周知,药物的效应与血药浓度密切相关,因此分析和了解体内(±)Dox的血药浓度变化,对(±) Dox治疗BPH