儿茶酚胺能神经元中特异性敲除ErbB4引起小鼠躁狂样行为学表型及其机制研究

摘要

ErbB4是具有单次跨膜结构的酪氨酸激酶受体，也是表皮生长因子受体亚家族成员之一。ErbB4通过与其配体神经调节素1(Neuregulin1)结合，构性改变，形成同二聚体或异二聚体从而激活胞内激酶活性，进而参与调节神经系统的发育和功能，包括神经元增殖、分化、迁移、轴突生长和导向、少突胶质细胞的发育和髓鞘形成以及突触形成和可塑性等。近年来， ErbB4作为精神分裂症的重要易感因子，而备受关注。研究表明ErbB4 mRNA在儿茶酚胺(catecholamine，CA)能神经元中有高表达，主要是脑桥蓝斑核(locus coeruleus，LC)的去甲肾上腺素能(norepinephrine，NE)神经元以及中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area，VTA)和黑质致密部(substantia nigra pars compacta，SNC)的多巴胺能（dopamine，DA）神经元。NE和DA是中枢神经系统中重要的CA类神经递质。CA在运动、焦虑、抑郁、动机以及奖赏等方面有重要作用，并且与很多情绪性疾病密切相关，如:CA功能紊乱可以导致像躁狂症、抑郁症以及双相障碍等疾病。然而ErbB4在CA能神经元中的作用和机制并不清楚。
　　因此，我们利用分子遗传学手段将ErbB4在CA神经元中特异性的敲除（conditional ErbB4 knockout mice，cKO小鼠），并探讨ErbB4在CA神经元以及精神性疾病发病中的作用。研究发现:1）CA神经元，主要是NE神经元中特异性敲除ErbB4导致小鼠躁狂样行为学表型，包括高活动度、抗焦虑、抗抑郁以及增强的快乐驱动行为;给予小鼠抗躁狂症药物锂治疗显著性逆转cKO小鼠躁狂样行为。此外，cKO小鼠还表现出认知功能受损。2）cKO小鼠脑脊液NE和多巴胺能（dopamine，DA）含量显著性增高。对其机制进行进一步研究，我们发现LC区域NE神经元形态没有显著性改变，但NE神经元自发电活动和TH磷酸化水平显著性增强。NE另一个合成酶多巴胺β羟化酶(dopamine beta hydroxylase，DBH)、NE分解酶儿茶酚氧位甲基转移酶(catechol-O-methyltransferase，COMT)以及NE转运体(Norepinephrine transporter，NET)含量都没有显著性改变。3）由于cKO小鼠脑脊液中NE和DA均显著性增多，为探讨NE和DA在cKO小鼠躁狂样行为中的作用，我们用NE的α1受体拮抗剂哌唑嗪和DA1型受体拮抗剂SCH23390阻断NE和DA作用，结果表明NE和DA对小鼠躁狂样行为均有作用。4）长期锂治疗不仅能够显著性逆转cKO小鼠的躁狂样行为，还显著性降低NE神经元的自发电活动和TH磷酸化水平。锂对于NE合成酶DBH以及降解酶COMT等均没有显著性影响。
　　综上所述，在CA神经元中，主要是NE神经元中特异性敲除ErbB4诱发小鼠躁狂样行为学表型。抗躁狂药物锂显著性逆转小鼠的躁狂样行为。此外，cKO小鼠还表现出认知功能损伤。cKO小鼠脑脊液中NE和DA含量均显著性增高，并且NE和DA对躁狂样行为均有作用。对其机制进行进一步研究，发现NE神经元形态没有显著性改变，但NE神经元自发电活动和TH磷酸化水平显著性增强。长期锂治疗不仅显著性逆转cKO小鼠躁狂样行为，还显著性降低NE神经元自发电活动和TH磷酸化水平。我们的研究首次阐释了ErbB4对CA神经元，特别是对NE神经元的作用，并为NE与躁狂症的关系提供首个直接依据，同时也为躁狂症的治疗以及锂治疗躁狂症的机制研究提供了新思路。

目录

声明

致谢

摘要

缩略语

1．前言

2．材料与方法

2．1 主要仪器及其厂家

2．2 实验动物

2．3 免疫荧光染色

2．4 免疫印迹

2．5 立体定位外科手术和在体微透析技术

2．6 脑片制备方法

2．7 电生理

2．8 行为学检测

2．8．1 旷场实验(Open field test)

2．8．2 高架十字迷宫实验(Elevated plus maze test)

2．8．3 强迫游泳实验(Forced swim test)

2．8．4 糖水偏好实验(Sucrose preference test)

2．8．5 Morris水迷宫实验(Morris water maze)

2．8．6 条件性恐惧实验(Fear conditioning test)

2．8．7 前脉冲抑制实验(Prepulse inhibition)

2．8．8 药物给予

2．9 数据统计方法

3．结果

3．1 中脑和LC区域cre表达情况

3．2 ErbB4敲除模式

3．3 CA神经元中特异性敲除ErbB4对小鼠行为的影响

3．3．1 cKO小鼠运动量的改变

3．3．2 cKO小鼠情绪相关行为以及快乐驱动行为的改变

3．3．3 CA神经元中特异性敲除ErbB4对小鼠学习记忆的影响

3．4 cKO小鼠脑脊液中NE和DA浓度改变

3．4．1 cKO小鼠脑脊液中NE浓度改变

3．4．2 cKO小鼠脑脊液中DA浓度的改变

3．5 ErbB4敲除对NE神经元自发电活动的影响

3．6 ErbB4敲除对NE降解酶以及NE转运体的影响

3．7 ErbB4敲除对NE神经元形态的影响

3．8 长期锂治疗对cKO小鼠躁狂样行为的逆转

3．9 锂对cKO小鼠NE神经元自发电活动的影响

3．10 长期锂治疗后cKO小鼠中NE合成酶和降解酶蛋白水平的改变

3．11 NE和DA受体阻断剂对cKO小鼠躁狂样行为的逆转

4．讨论

参考文献

综述 去甲肾上腺素及其在情绪相关疾病中的研究进展

作者简历及在读期间所取得的科研成果