棕榈酰基转移酶DHHC12介导地西泮抗焦虑作用及其机制

摘要

目的蛋白质棕榈酰化修饰是一种广泛存在并唯一可逆的翻译后脂质共价修饰,通过增加蛋白质的亲脂性及疏水性、调节蛋白质的功能。棕榈酰化修饰受棕榈酰基转移酶家族催化调节。DHHC12(aspartate-histidine-histidine-cysteine 12)是一种和脑内抑制性突触功能密切相关的棕榈酰基转移酶。本研究探索DHHC12在焦虑症发生和地西泮抗焦虑效应中的作用,并研究其机制。方法Western蛋白质印迹法,qPCR,高架十字迷宫,ABE法检测棕榈酰化修饰,旷场检测,脑片膜片钳,慢病毒介导shRNA沉默,腺相关病毒介导基因过表达。结果 (1)无论是在天然焦虑样大鼠还是慢性皮质酮暴露诱导的大鼠焦虑模型中,基底杏仁核脑区(BLA)的棕榈酰化信号都出现明显的下调。(2)qRT-PCR检测BLA区所有的棕榈酰基转移酶发现,只有DHHC12的mRNA水平在高焦虑鼠中明显降低;进一步通过Western蛋白质印迹法研究发现,BLA区DHHC12蛋白水平在高焦虑鼠和皮质酮诱导焦虑模型中也均显著下降。(3)通过携带有DHHC12-shRNA的慢病毒沉默BLA区的DHHC12发现,下调DHHC12表达会增加大鼠的焦虑样行为。(4)通过AAV-DHHC12过表达DHHC12到BLA区,产生明显的抗焦虑样作用。(5)过表达DHHC12引起其靶蛋白Gephyrin的棕榈酰化水平明显升高,并显著增加突触后mIPSCs的幅度。(6)ABE法检测结果表明,在天然焦虑样大鼠和慢性皮质酮暴露诱导的大鼠焦虑模型中,BLA区Gephyrin棕榈酰化及其和GABA受体的相互作用都明显减少,使用小肽模拟这种变化会引起焦虑样行为。(7)腹腔注射地西泮显著升高BLA区Gephyrin的棕榈酰化水平,并激活DHHC12的自身棕榈酰化活性。(8)通过携带有DHHC12-shRNA的慢病毒沉默BLA区的DHHC12,可阻断腹腔注射地西泮引起的抗焦虑效应。结论 DHHC12在地西泮的抗焦虑效应中可能扮演了重要角色,其主要机制可能是地西泮通过增加突触后GABAAR活性,激活DHHC12自身棕榈酰化的"乒乓机制",从而增加其下游底物桥Gephyrin的棕榈酰化,最终增加GABAAR的膜表达和突触后募集,参与其抗焦虑作用。