γ-氨基丁酸(γ-aminobutyrie acid，GABA)是晡乳动物大脑中主要的抑制性神经递质。GABA转运蛋白(GATs)位于细胞质膜，是一种调节GABA跨膜运输的重要分子。通过重摄取已释放的GABA，GATs能有效控制GABA在突触间隙的停留时间以及浓度，从而精确调节GABA能的信号传导。目前，越来越多的研究显示GABAergic系统在精神疾病的发病机制中发挥着重要作用。GABAAR和GABABR是最重要的两类GABA受体，许多精神疾病的治疗药物被认为是作用在这两类靶点上。但这些药物的副作用也日益引起了人们的注意。最近的研究显示，GABA重摄取可以作为治疗精神疾病的切入口18。先前的研究已经证明GAT1基因剔除小鼠的突触前GABAB受体调节功能受损，GAT1缺陷导致了GABAA受体的过度激活。行为学测试表明GAT1缺陷会引起颤抖、运动失调。但GAT1与情绪相关的行为学研究还很少，只是有相关报道提示GABAergic神经传导可能控制着情绪性行为(包括恐惧、抑郁、焦虑和攻击性)。 第一章 GAT1基因剔除降低小鼠的抑郁焦虑样行为 我们采用几种行为学模型对GAT1基因剔除小鼠的抑郁焦虑行为进行了研究。具体为采用悬尾试验和强迫游泳试验研究小鼠抑郁行为；采用旷场试验、明暗探索试验、出现试验和十字迷宫试验研究焦虑行为。在这些行为检测中我们发现，与野生型小鼠相比，GAT1基因剔除小鼠降低了抑郁焦虑样行为。同时我们用抗抑郁药(fluoxetine，amitryptiline，imipramine)和抗焦虑药(buspirone，diazepam，tiagabine)作用于野生型小鼠作为阳性对照，实验结果进一步支持GAT1剔除小鼠降低了抑郁焦虑样行为。并且，我们还发现GAT1基因剔除小鼠对这些抗抑郁药和抗焦虑药脱敏。因为下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)的活跃程度与抑郁焦虑相关，特别是糖皮质激素的过多分泌会导致抑郁，因此我们又检测了GAT1剔除小鼠和野生型小鼠血清中的糖皮质激素的水平，发现在GAT1基因剔除小鼠中糖皮质激素的含量仅是野生型的二分之一。这些实验结果说明，GAT1剔除导致降低抑郁焦急，可能是通过增强GABA能信号传导、改变五羟色胺能系统及降低HPA轴活性来实现的。 第二章GAT1基因剔除降低小鼠的攻击性行为 暴力是一种由多因素引起的普遍社会行为，大脑中GABAergic系统的功能失调容易产生病理性的攻击性行为和暴力行为。因此利用GAT1-/-小鼠来研究攻击行为是一理想的实验模型。我们通过定居者-入侵者测试、中性环境中的攻击性测试和笼内活跃性试验7测试了GAT1-/-小鼠的攻击行为，并发现GAT1基因剔除小鼠降低了攻击性行为。采用GABAAR拮抗剂(bicuculline)和GAT1抑制剂(tiagabine)作为阴性和阳性对照，实验结果进一步证实了我们的结论。由于雄性动物(包括人在内)往往比雌性动物更具攻击性，而对雄性的阉割能降低其攻击性8，这些现象都表明雄性激素在攻击行为中可能扮演着重要角色。我们对GAT1基因剔除小鼠和野生型小鼠的睾酮检测发现GAT1剔除小鼠中睾酮水平只有野生型小鼠中的1/3。注射tiagabine(急性作用)到野生型小鼠中发现，GAT1的拮抗剂可以降低小鼠的攻击性行为，但没有改变小鼠血清中的睾酮激素水平。因此，GAT1基因剔除小鼠的低攻击性很可能是由于GAT1的缺失直接导致的，但同时，GAT1的长期缺失也可能导致雄性激素水平的降低，进而也成为其降低攻击性的原因。 第三章GAT1基因剔除导致小鼠多动、学习障碍和动作协调障碍 注意缺陷多动障碍(ADHD)是一种很普遍的神经行为障碍疾病，其症状主要是：注意集中持续时间短、缺乏完成任务的持续性、冲动以及活动过度。在临床病例中还发现，10～50％病人并发学习障碍9-11(因学习障碍的评判标准不同)，有高达50％的ADHD患者也被诊断出发育性共济失调障碍(DCD)12。ADHD是一种由多巴胺能、去甲肾上腺素能、五羟色胺能、GABA能和其他神经递质共同累积效应产生的多基因障碍疾病13，其中GABA能受体Aβ3亚基Gabrb3与ADHD的发生有关，GABA能受体的拮抗剂是治疗ADHD的潜在药物。GAT1在ADHD的发病机制中是否也起作用还未明了。我们利用GAT1基因剔除小鼠研究了GAT1与ADHD的关系。实验中，我们发现GAT1基因剔除小鼠运动过度，用临床常用的治疗ADHD的药物安非他命、哌醋甲酯可以缓解小鼠运动过多的症状；我们还利用incentive runway test设计了对小鼠注意力的测试实验，发现GAT1基因剔除小鼠对进食奖赏和新物体的关注都较低，注意力不能集中，同时伴随学习障碍和平衡能力差。通过这些实验，我们发现GAT1基因剔除小鼠具有ADHD的各种临床症状。因此，GAT1基因剔除小鼠很可能是一种研究ADHD很好的动物模型，为进一步阐明ADHD的发病机制提供新的证据。 第四章 GAT1基因剔除可上调PTZ诱导的小鼠痫样发作阈值 癫痫是大脑神经元突发性异常放电，导致短暂的大脑功能障碍的一种慢性疾病。GAT1表达的上调导致GABA能突触信号传导下降，可能是癫痫发作的原因之一。用GAT1转基因小鼠证实，过量表达GAT1的小鼠对KA药物诱导的癫痫发作更敏感。我们利用GAT1基因剔除小鼠进一步阐明了GAT1在癫痫发病机制中的作用。在利用PTZ来诱导小鼠癫痫的实验中，我们发现GAT1基因剔除小鼠的癫痫发作延迟，癫痫发作程度的半有效剂量显著提高、半致死剂量略有提高，说明在GAT1基因剔除后，该小鼠具有一定程度的抗癫痫作用。通过一系列的剂量梯度给药，我们还发现GAT1基因剔除小鼠对PTZ诱发癫痫的有效剂量和致死剂量的窗口明显减小。Real-time PCR进一步证实GAT1基因缺失小鼠海马中脑源性神经生长因子(BDNF)表达下降。BDNF的降低可能是该小鼠对PTZ诱导的癫痫阈值提高的一个重要原因。 这些实验表明，GAT1基因剔除小鼠是一种很好的研究神经系统疾病的动物模型，对一些神经系统疾病发病机制的阐明有重要的作用。