【摘要】：ErbB4(上皮生長(zhǎng)因子受體4,epidermal growth factor receptor 4,又作EGFR4)是神經(jīng)調(diào)節(jié)素neuregulinl (NRG1)的受體,同時(shí)是精神分裂癥的易感基因。NRGl/ErbB4信號(hào)通路參與了一系列與神經(jīng)發(fā)育相關(guān)的活動(dòng),如突觸形成,軸突導(dǎo)向及髓鞘化等。近年來有研究表明ErbB4主要表達(dá)在γ-氨基丁酸(GABA)能神經(jīng)元,尤其是小清蛋白(parvalbumin, PV)陽性的fast-spiking (FS)神經(jīng)元中。目前已知在前額葉皮層中,PV神經(jīng)元在GABA能神經(jīng)元中占了40%-50%左右。PV神經(jīng)元依據(jù)形態(tài)主要可以分為籃狀細(xì)胞和吊燈狀細(xì)胞,而在小鼠內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC),PV陽性的籃狀細(xì)胞占85%,而吊燈狀細(xì)胞只占了約15%。由PV神經(jīng)元介導(dǎo)的GABA能環(huán)路的功能異常與多種神經(jīng)精神疾病的發(fā)生密切相關(guān)。那么ErbB4在小鼠內(nèi)側(cè)前額葉皮層中由PV籃狀細(xì)胞介導(dǎo)的GABA能環(huán)路的發(fā)育過程中會(huì)起什么樣的作用呢?此外研究表明ErbB4在前腦其他腦區(qū),如紋狀體、下丘腦也有豐富的表達(dá)。其中紋狀體在學(xué)習(xí)記憶、運(yùn)動(dòng)以及獎(jiǎng)賞等功能中都有重要的作用。該區(qū)域的GABA能環(huán)路異常也與很多疾病相關(guān),如帕金森疾病,亨廷頓疾病,自閉癥等等。那么ErbB4在這些腦區(qū)中對(duì)GABA能環(huán)路的發(fā)育和功能的調(diào)控是怎么樣的呢?為了回答這些問題,我們進(jìn)行了以下研究。一、我們主要采用前腦GABA能神經(jīng)元條件性敲除小鼠(Dlx5/6-cre-erbb4-/-,簡(jiǎn)稱CKO),結(jié)合電生理,生化以及免疫組化等手段,研究ErbB4在調(diào)節(jié)前額葉皮層PV籃狀細(xì)胞介導(dǎo)的GABA能環(huán)路發(fā)育中的作用。我們發(fā)現(xiàn),ErbB4的敲除小鼠mPFC中間神經(jīng)元的遷移和在皮層的分布并沒有顯著性的改變；由PV籃狀細(xì)胞介導(dǎo)的抑制性突觸的數(shù)目在敲除小鼠上也沒有明顯的改變,但是由活性依賴的GABA能的突觸傳遞卻減弱了；在敲除小鼠PV神經(jīng)元上谷氨酸能突觸的早期突觸的數(shù)目也沒有顯著性的改變,但是成熟期興奮性突觸的數(shù)目卻明顯的減少了。這提示我們ErbB4敲除以后,影響了PV神經(jīng)元的興奮性輸入,同時(shí)PV神經(jīng)元自身的興奮性減弱,使得對(duì)皮層錐體神經(jīng)元的抑制減弱,引I起了錐體神經(jīng)元活動(dòng)的增高。這種GABA能環(huán)路發(fā)育的異常引起的興奮-抑制失常最終可能導(dǎo)致某些神經(jīng)精神疾病的發(fā)生。二、我們還發(fā)現(xiàn)ErbB4在小鼠紋狀體中也有豐富的表達(dá)。目前關(guān)于紋狀體中突棘神經(jīng)元之間的抑制性突觸發(fā)育的調(diào)控也未見報(bào)道。我們首先用Dlx5/6-cre與Ai9-tdTomato報(bào)告基因小鼠雜交,證明ErbB4表達(dá)在紋狀體中突棘神經(jīng)元上。然后用生化、免疫熒光等技術(shù)發(fā)現(xiàn)ErbB4可以在Dlx5/6-cre的啟動(dòng)下在MSN中被敲除,紋狀體中GABAA受體亞單位alphal (al)的表達(dá)在成年敲除小鼠有顯著性的增高,但α2和β2亞基的表達(dá)卻沒有觀察到顯著性的改變,同時(shí)GAD67的蛋白表達(dá)也有所增加。通過進(jìn)一步電生理檢測(cè),我們還發(fā)現(xiàn)紋狀體中突棘神經(jīng)元上記錄到的mIPSC (mininautre inhibitory postsynaptic current)的頻率和幅度都有顯著性的增加。另外,我們還對(duì)ErbB4敲除小鼠的行為學(xué)進(jìn)行檢測(cè)。我們發(fā)現(xiàn)ErbB4敲除后,小鼠表現(xiàn)出活動(dòng)量的增加,條件性恐懼記憶的異常以及社會(huì)新事物均認(rèn)知功能的減弱等等。綜上所述,我們發(fā)現(xiàn)ErbB4的缺失不僅會(huì)影響mPFC區(qū)PV神經(jīng)元興奮性突觸的發(fā)育,影響活性依賴的GABA能突觸傳遞,還對(duì)紋狀體的抑制性能環(huán)路的發(fā)育和功能有調(diào)控作用。另外,ErbB4的缺失還引起行為學(xué)異常。這提示我們ErbB4在前腦不同類型GABA能環(huán)路中存在不同的調(diào)控方式。我們的研究為揭示ErbB4在GABA能環(huán)路發(fā)育時(shí)的調(diào)控作用提供了新的理解,同時(shí)為研究神經(jīng)精神疾病的發(fā)病機(jī)制提供了新的視角。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R741
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本文編號(hào)：2517983