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小胶质特异性Arginase1表达在孕期免疫激活诱导的精神分裂症模型中的作用及机制研究
结题报告
批准号:
31600843
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
夏宇岑
依托单位:
学科分类:
C0902.发育与衰老神经生物学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴晓丽、赵家莹、郭丽丽、林伟鹏、谭菲
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中文摘要
孕期免疫激活已被证实与子代出生后患精神分裂症有关,但具体分子机制尚不清楚。研究表明母体免疫激活诱导子代脑内小胶质细胞向M1型极化,同时分泌大量炎症因子。我们预实验结果发现抗炎抑制剂能够降低脑内神经炎症,且M2型蛋白标记物精氨酸酶(Arginase1,Arg1)的表达水平显著升高,因此推测小胶质细胞可能由M1型向M2型极化,在治疗精神分裂症模型中起关键作用。本项目拟通过前脉冲抑制试验、旷场试验、免疫荧光染色、Western blot和qRT-PCR等方法,旨在探讨小胶质细胞M2极化这一事件在治疗孕期免疫激活所致精神分裂症中的关键作用。进一步采用Arg1基因敲除小鼠及小胶质细胞条件性敲除Arg基因小鼠(Arg1+/-小鼠模型及CX3CR1-Arg1-/-小鼠模型),有望揭示小胶质细胞源的Arg1在防治精神分裂症中发挥的作用及潜在机制,为确立Arg1作为精神障碍治疗的新靶点提供更充分的科学依据。
英文摘要
It has been proved that the maternal immune activation is highly related to offspring’s development of schizophrenia, but the molecular mechanism remains elusive. The previous studies have found that the maternal immune activation cause microglia to skew toward M1- polarization, accompanied with high expression of inflammatory factors in the brain. Our findings showed that the neuroinflammation was attenuated after treatment of minocycline, and that the levels of Arginase1, a marker of M2 microglial phenotype, was obviously increased. Thus, we purpose the hypothesis that the polarization of M1/M2 phenotypes may play a crucial role in the treatment of the schizophrenia models. In the present study. Pre-Pulse Inhabitation (PPI), Open Field Test, Immunofluorescence technique, Western blot and qRT-PCR were adopted to explore that whether atM2- microglia polarization contribute to vital effect in the treatment of schizophrenia related to material immune activation. In the models of Arg1 gene knockout/conditional knockout mice (Arg1+/- and CX3C1-Arg1-/- mice), the present will reveal the important effect of microglia-producing Arg1 in the prevention and cure of schizophrenia, and provide a solid scientific evidence for the new target of Arg1 in the further clinical cure of mental disorders.
流行病学研究表明,孕妇在怀孕期间如遭受病毒或细菌感染,会增加后代患精神分裂症等神经精神疾病的风险。已被证实,发病源并非病毒本身,而与母体免疫激活(MIA)诱导的子代中枢小胶质细胞炎症反应有关。小胶质细胞对大脑发育和神经网络的维持至关重要,然而,它的激活是否以及如何参与神经发育的调控仍不清楚。本项目中,我们使用母体免疫激活小鼠模型,通过孕中期给予尾静脉注射聚肌胞苷酸(poly (I:C))。我们发现在海马齿状回(DG区),Parvalbumin阳性(PV+)神经元数量减少,GABA能抑制性突触传递受损,并伴有成年后精神分裂症样的行为。米诺环素是一种有效的小胶质细胞激活抑制剂,通过青春期连续两周治疗,能显著改善上述缺陷。小胶质细胞表型有炎症M1型向M2型转化,M2型蛋白精氨酸酶1(Arginase1(表达显著升高。因此,通过使用小胶质细胞特异性Arg1敲除基因工程小鼠,以及小胶质细胞特异性Arginase1过表达,我们发现了Arginase1在小胶质细胞激活诱导的GABA能功能传递神经病理学及精神分裂症样行为缺陷中发挥的关键作用。综上所述,我们的研究结果强调了小胶质细胞的炎症激活和小胶质细胞中Arginase1的表达是MIA诱发的精神障碍疾病的潜在因素。我们的发现可能有助于阐明精神分裂症的发病机制,并为神经病理学疾病的更有效治疗提供新的靶点。
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