论文部分内容阅读
SAPAP(SAP90/PSD95 Associated Proteins,SAPAP)是突触后致密区中一类非常重要的支架蛋白家族,作为家族成员之一,SAPAP4蛋白在前额叶皮层(PFC),海马和纹状体等与高级认知功能相关的脑区有较高表达,在突触结构中通过与多种突触蛋白的相互作用参与调控树突棘发育和突触结构维持,对于突触行使正常功能具有重要作用。本课题组前期研究发现SAPAP4基因敲除小鼠存在类似躁狂样行为,如多动、抗抑郁、记忆缺陷等,但SAPAP4基因缺失导致躁狂样行为的具体分子机制目前还不清楚。躁狂行为的产生与PFC、海马及纹状体脑区的功能异常密切相关,因此本研究首先利用Western blot技术检测SAPAP4基因缺失是否会影响这三个脑区中突触后支架蛋白和受体蛋白的表达,结果发现,在SAPAP4基因敲除小鼠中,突触后支架蛋白Shank3在PFC突触后致密区表达显著升高,突触后受体蛋白NMDA受体NR2A亚基、NR2B亚基在海马和纹状体突触后膜表达显著减少,而mGluR5受体在海马突触后膜中的表达也显著减少。为进一步研究SAPAP4基因敲除小鼠的躁狂样行为是否与Shank3和NMDA受体的表达改变有关,本研究采用Shank3基因敲除小鼠和SAPAP4基因敲除小鼠杂交的方式来降低脑中Shank3的表达,结果发现这种方式并未改善SAPAP4基因敲除小鼠多动等异常行为。另外,通过行为学结合药理学实验研究发现,短时间给予NMDA受体部分激动剂D-环丝氨酸可增强野生对照小鼠的记忆能力,但未能挽救SAPAP4敲除小鼠的记忆损伤。单胺类递质系统的异常与躁狂行为的产生关系密切,因此,本研究还利用Western blot检测了上述三个脑区中单胺类系统中相关转运体和受体的表达情况,结果发现,5羟色胺受体5HT2C和去甲肾上腺素转运体(NET)分别在PFC和海马表达明显降低。但高效液相色谱法结果显示,SAPAP4小鼠海马中5羟色胺、多巴胺等单胺类递质含量并未出现异常。综上所述,本研究结合蛋白质免疫印迹、行为学和药理学等实验方法对SAPAP4基因敲除小鼠异常行为产生的分子机制进行了初步探索,发现SAPAP4功能缺失导致多个突触蛋白和单胺类递质系统相关蛋白的表达异常,这些蛋白表达的改变很可能与SAPAP4基因敲除小鼠异常行为的产生有关。我们的研究结果为未来深入研究SAPAP4功能缺失导致多动等类躁狂行为的分子机制提供了前期基础。