《ATP11B對DCF1-/-小鼠學習記憶影響調控機制的研究》是依託上海大學，由王嬌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：ATP11B對DCF1-/-小鼠學習記憶影響調控機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王嬌
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
學習記憶障礙給社會及患者帶來龐大的精神和經濟壓力，目前尚無有效的治療方法，其機制也不清楚。我們前期的系列研究顯示，DCF1敲除小鼠與野生型相比，學習記憶能力明顯減弱，樹突棘密度降低，形成的突觸減少，基因晶片分析表明ATP11B在DCF1敲除小鼠中的表達量明顯下調。ATP11B定位於神經細胞的突觸區，而突觸可塑性是構成學習與記憶的神經化學基礎。因此，我們提出假設：在DCF1剔除小鼠中，ATP11B表達量下調，在突觸發生和傳遞的過程中，下調的ATP11B抑制細胞膜結構發生改變，影響突觸的結構和功能；同時，阻礙突觸囊泡的形成和運輸，進而影響其下游信號分子的運輸及信號通路，削弱了DCF1敲除小鼠的學習記憶能力。本項目擬從分子、細胞和動物水平上並輔以計算生物學手段研究ATP11B對突觸的影響及對學習記憶的調控機制，對以突觸為基礎的學習記憶的研究提供了理論基礎，並進一步為學習記憶的治療開拓了新的思路。
結題摘要
突觸形成與學習、記憶相關聯，其損傷是多種神經類疾病的普遍特徵。與野生型相比，Dcf1-/-小鼠樹突棘密度降低，突觸形成減少，學習記憶能力明顯下降，基因晶片分析發現ATP11B 在Dcf1-/-小鼠中的表達量明顯下調。本項目通過生物學實驗與系統生物學分析相結合的方式，證明ATP11B通過MAPK信號通路調控Dcf1-/-小鼠突觸可塑性。最後，立體定位注射病毒，過表達ATP11B及小鼠行為學檢測證明ATP11B可以提升學習記憶能力。 在細胞水平，本項目通過透射電鏡觀察發現ATP11B改變了海馬神經元突觸的超微結構，共聚焦顯微鏡觀察發現ATP11B影響海馬神經元突起長度並參與調控樹突棘密度，改變樹突棘運動性，說明ATP11B參與調節海馬神經元的突觸可塑性。隨後通過Annexin V染色發現，ATP11B調節細胞膜上磷脂醯絲氨酸的不對稱分布。Fluo-4AM染色發現ATP11B增加神經元細胞內Ca2+濃度。為了研究分子機制，用系統生物學方法結合蛋白質譜結果分析出ATP11B可能通過MAPK信號傳導途徑調控Dcf1-/-神經元突觸可塑性，隨後進一步進行了實驗驗證。通過螢光定量PCR和western blotting證實ATP11B調節了突觸相關蛋白、谷氨酸受體以及MAPK信號通路相關蛋白的表達。體外抑制MAPK通路後，檢測下游蛋白的表達不受ATP11B影響，明確了ATP11B通過突觸相關蛋白的變化，MAPK信號通路影響Dcf1-/-小鼠海馬神經元突觸可塑性。最後通過立體定位注射病毒在小鼠海馬區域實現ATP11B過表達，發現Dcf1-/-小鼠突觸超微結構的改善和學習記憶能力的提升，最終闡明ATP11B對Dcf1-/-小鼠學習記憶的調控機制。 本項目完成了ATP11B在Dcf1-/-小鼠學習記憶中的分子機制研究，為深入研究突觸功能障礙導致的學習記憶損傷奠定了基礎。
