中枢神经系统发育异常是精神分裂症(Schizophrenia, SZ)的主要诱因,发育期NMDA受体功能下调可致中枢神经系统GABA神经环路发育缺陷,引起认知功能损害。NRG1和ErbB4基因是SZ易感基因,NRG1-ErbB4信号参与多个阶段的神经发育调控。近年来研究发现,NRG1-ErbB4信号可通过NMDA受体调控谷氨酸和GABA递质系统的兴奋/抑制性平衡,维持中枢神经系统的正常发育和生理功能,其在SZ发病机制中的作用尚未阐明。本项目将在MK-801诱导的SZ发育模型小鼠海马神经元、离体脑片和活体动物上,观察NRG1-ErbB4信号通路在MK-801致海马GABA神经环路发育缺陷机制中的作用,从发育角度,在细胞和分子水平明确NRG1-ErbB4信号通路在精神分裂症GABA机制中的作用,为SZ的防治寻找新的药物作用靶点,以及开发和研制新药提供理论和实验依据。
Schizophrenia;Neuregulin1;ErbB4;Oxytocin;Dynorphin
NRG1 和 ErbB4基因是精神分裂症(Schizophrenia, SZ)易感基因,NRG1-ErbB4信号与神经元迁移、轴突生长、突触形成等有关,可通过NMDA受体作用于Glu和GABA递质系统,参与NMDA 受体表达和功能调节以及GABA神经环路发育,该信号缺失将导致GABA神经环路发育异常,其机制尚未完全阐明。 主要研究内容(1) MK-801诱导培养的海马神经元NRG1-ErbB4信号通路相关蛋白的表达变化及抗精神病药物的干预效应;(2) MK-801诱导的SZ发育模型小鼠脑组织NRG1-ErbB4信号通路相关蛋白的表达变化;(3)SZ患者外周血NRG1、ErbB4和BDNF的表达变化及临床意义;(4)Oxytocin对小鼠中脑VTA和IF神经元的激活效应;(5)Dynorphin 激活Kappa阿片受体降低小鼠PVT神经元兴奋性。 重要研究结果和关键数据(1) MK-801诱导培养海马神经元,可致海马神经元PV和NRG1表达下降;(2) MK-801诱导培养的海马神经元经抗精神病药物Olanzapine等处理可改变GAD67、PV、NRG1和ErbB4的表达水平;(3) 围产期MK-801干预诱导的SZ发育模型小鼠表现出明显的SZ样行为改变,海马GAD67、PV、NRG1及ErbB4的表达改变;抗精神病药物Olanzapine等治疗后,SZ模型小鼠异常行为学改变得到改善,海马GAD67、PV、NRG1及ErbB4的表达改变部分逆转;(4)SZ患者血清NRG1、ErbB4和BDNF蛋白水平显著低于健康对照组,DNMT1和TET1蛋白水平较健康对照组显著升高;(5)NRG1和ErbB4等5种蛋白质联合检测诊断SZ模型的AUC为0.950,48例SZ病人(90.6%)被正确分到SZ组,31例体检者(88.2%)被正确分到对照组,提示该诊断模型具有较高的诊断价值;(6) OT可选择性通过突触后机制直接激活VTA和IF小神经元;(7)OT可剂量依赖性地激活VTA和IF小神经元;(8)非选择性阳离子流(NSCC)和钠钙交换体(NCX)偶联磷脂酶C信号通路参与OT激活IF神经元过程;(9)OT对IF小神经元的突触前Glu和GABA传递无显著影响;(10) Dyn-A剂量依赖性地超极化抑制PVT神经元的发放;(11)Dyn-A对不同发育阶段和不同PV