《唐氏綜合症LTP異常的機制研究及候選致病基因的鑑定》是依託華中科技大學，由余濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：唐氏綜合症LTP異常的機制研究及候選致病基因的鑑定
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：余濤
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
唐氏綜合症（DS）是世界上發病率最高的染色體疾病，主要症狀是智力發育障礙，目前尚不清楚其發病的神經學機制。LTP被認為是學習記憶的神經學基礎，研究發現DS小鼠模型海馬區LTP誘導異常。為了探索DS小鼠LTP異常的原因，並了解其學習記憶障礙的發病機制，本項目擬利用申請人自己構建的DS小鼠模型Dp(16)1Yey/+開展以下工作：1.研究該小鼠模型在LTP誘導過程突觸膜受體NMDAR和AMPAR活性及膜分布有無異常；2.研究LTP誘導中的關鍵信號轉導蛋白活性是否正常；3.檢測LTP誘導過程中海馬區基因表達變化在DS小鼠和正常對照小鼠中有何異同。此外，本項目還將利用基因陷阱小鼠胚胎幹細胞資源構建DS致病候選基因Dyrk1a和Kcnj6敲除小鼠，利用這兩個基因敲除小鼠將DS小鼠Dp(16)1Yey/+中的Dyrk1a和Kcnj6基因恢復為二倍體以明確這兩個基因過量表達與DS學習記憶障礙的關係。
結題摘要
唐氏綜合症（DS）是世界上發病率最高的染色體疾病，智力發育障礙是其主要和重要症狀。本研究通過兩個途徑探索唐氏綜合症（DS）學習記憶障礙的分子基礎。一個途徑是通過比較DS小鼠和正常對照小鼠學習記憶形成過程中相關信號蛋白表達水平及磷酸化水平差異，從中找出關鍵因子。另一條途徑是通過分析21號染色體上的基因，根據各個基因的功能預測可能的致病基因，通過構建基因敲除小鼠，並將之與DS小鼠交配，將DS小鼠中的特定基因恢復為兩個拷貝，以鑑定該基因是否與DS學習記憶障礙相關。 在第一部分工作中，本項研究比較了學習記憶形成中的一個核心信號通路蛋白ERK的蛋白水平及磷酸化水平，結果並未在兩種小鼠中發現顯著差異；此外CaMKII的蛋白水平在這兩種小鼠中發現有顯著差異，但該蛋白磷酸化水平未有差異。由於經費原因，本研究沒有比較更多學習記憶信號通路蛋白，所以未能找到與DS學習記憶障礙相關的關鍵信號通路。但通過給藥實驗，本研究發現一種NMDA受體激動劑GLYX-13對DS小鼠學習記憶具有促進作用，可以恢復DS小鼠恐懼學習記憶缺陷。通過western blot我們還發現DS小鼠和正常二倍體小鼠在NMDA受體NR2A/NR2B比例上存在差異，這可能是造成二者NMDA受體功能差異的原因之一。具體機制還有待進一步確認。 在第二部分工作中，我們成功構建了Dyrk1a基因敲除小鼠。並通過將之與DS小鼠交配獲得了Dp(16)1Yey/Dyrk1a-小鼠。我們也獲得了Kcnj6基因敲除小鼠，由於本實驗周期較長，目前尚未獲得Dp(16)1Yey/Kcnj6-小鼠。將Dyrk1a基因恢復為2個拷貝後，DS小鼠的空間學習記憶能力有顯著提高，但仍為達到正常野生型小鼠的水平。這結果表明三倍量的Dyrk1a基因對DS小鼠學習記憶有影響，但它並不是造成DS小鼠學習記憶障礙的唯一原因。該研究探明了Dyrk1a基因在DS學習記憶障礙中的作用。
