《dcf1基因剔除介導焦慮行為機制的研究》是依託上海大學，由文鐵橋擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：dcf1基因剔除介導焦慮行為機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：文鐵橋
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
精神類疾病與大腦特定神經迴路功能密切相關，焦慮症是最為常見精神疾病之一，然而，對此病發生機制的認識尚未清楚。我們的前期研究發現當dcf1基因敲除，小鼠大腦皮層神經細胞遷移障礙，隔膜萎縮，側腦室顯著增大，小鼠伴隨焦慮行為，提示神經迴路功能異常可能是重要原因。本項目利用dcf1基因剔除小鼠模型，將光遺傳技術與神經電生理檢測相結合，研究基於dcf1缺失導致的皮層、隔膜、海馬發育障礙的神經迴路。通過胚胎電轉，歸屬皮層遷移障礙的細胞類型；採用AAV-ChR2載體，研究皮層間以及隔膜、海馬萎縮區域的神經元投射；採用AAV-Cre-inducible系統證實神經迴路投射與信號改變；通過光遺傳特異性激活與抑制特定神經迴路，進行高架十字、開場行為測試，判斷焦慮行為變化。通過病毒載體送還dcf1基因營救（rescue），實現電生理信號、焦慮行為的恢復，最終闡明Dcf1缺失介導焦慮行為機制。
結題摘要
本項目通過胚胎電轉、免疫組化、光遺傳操作等方法證實dcf1基因剔除引發大腦皮層發育障礙、神經投射的影響以及焦慮行為機制，完成了立項預期目標，為深入理解大腦皮層發育、神經迴路建成與行為機制提供了新的科學依據。 採用光遺傳操作技術，本項目新發現前額葉（PLC）向海馬（CA1）的神經投射，dcf1缺失能阻斷這PLC-CA1投射,小鼠出現空間記憶障礙和焦慮行為。 在PLC-CA1終末端光遺傳激活可以逆轉空間記憶缺陷和焦慮。這是具有原創意義的發現，為認識學習記憶、情感控制的大腦工作原理提出了新線索，為深入研究疾病的發生與預防及治療提供了新的借鑑。通過胚胎電轉、免疫組化的方法，證實DCF1基因敲除小鼠皮層神經元數目減少，遷移減慢。為了追溯這些差異的起源，進一步發現發育早期（E14.5,P1,P7）DCF1基因敲除導致小鼠皮層區域ERK蛋白的磷酸化水平增加的，從分子機制明確了DCF1基因調控皮層發育是通過MAPK信號通路中的ERK途徑發揮其功能。從細胞數量、遷移速率以及皮層結構建成與神經迴路關係的源頭上提出了具有重要科學價值的依據，證實了DCF1在皮層發育過程中起重要作用。與此同時，還觀察到DCF1基因敲除小鼠海馬神經元活性的降低，增進了dcf1在維持大腦功能的認識。Dcf1缺失從電生理層面也得以互證。電生理研究進一步證實dcf1基因敲除小鼠mEPSC頻率顯著降低，LTP下調，焦慮症標誌蛋白上調。從Dcf1缺失小鼠行為異常在電生理層面互證了分子機制，為認識空間記憶障礙與焦慮的病理機制提出了新的理論依據，為推進dcf1在大腦功能的認識，深入研究大腦發育與神經迴路建成奠定了基礎。
