神经肽Y调控Dlx5/6条件敲除致癫痫的机制研究
批准号:
31600828
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
潘娜
依托单位:
学科分类:
C0901.分子与细胞神经生物学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
魏沙沙、刘文粟、常世阳、方艾、陈睿国
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中文摘要
哺乳动物大脑皮层网络中仅占神经元数量20%-30%的GABA能抑制型中间神经元在皮层网络中发挥着关键的作用。这些中间神经元具有不同形态,表达不同的标记蛋白,具备不同的电生理功能。皮层中间神经元的电活动一旦发生紊乱会导致多种神经发育疾病。在本项目中,我们建立条件敲除转录因子Dlx5/6的小鼠模型,结合光学成像、膜片钳技术、在体多电极记录、EEG和质谱分析等研究手段,系统研究该模型中不同类型中间神经元(以表达神经肽Y的中间神经元为主)的形态和功能,以及皮层网络中癫痫样放电的机制;并进一步揭示神经肽Y(NPY)调控Dlx5/6条件敲除导致癫痫的分子和细胞机制,从而为解决由于中间神经元失调导致的脑重大疾病的致病机理提供更新的理论依据,也为治疗癫痫的药物开发提供可能的药物靶点。
英文摘要
Inhibitory GABAergic interneurons, which represent a minority of neocortical neurons (20%-30%), play a crucial role in these cortical circuits, since their varieties of morphology, biomarkers and firing paten. The deficiency of the interneurons would lead to several neurologic or psychiatric diseases. In our study, a conditional knockout Dlx5/6 mice is prepared. In the transgenic model, multiple tools are utilized, including confocal imaging, patch clamp, multichannel recording, EEG and mass spectrum, in a bid to explore both the morphology and physiological function of various subtypes of interneurons (eg. NPY-expressing), and the electrophysiological activities of cortical network, as well as the mechanism of regulation of neuropeptide Y in Dlx5/6 CKO-induced epileptic firing. This work will renew the theory of the brain major disorder induced by interneuron dysregulation, and may join the candidate of drug target for epilepsy.
本课题以Dlx5/6转基因小鼠为研究对象,综合利用电生理膜片钳记录、免疫荧光成像等技术,一方面,揭示了小鼠皮层中间神经元在出生后的电生理发育规律,并通过TeNT毒素干扰和胚胎电转DNA过表达技术,调控皮层锥体细胞电生理功能,从而迟滞中间神经元的自身发育进程。结果显示当锥体细胞兴奋性降低时,SST中间神经元的自身成熟将会明显滞后,这种延迟效果至少持续到出生后一个月。基于以上研究,我们首次报道并提出SST中间神经元自身的成熟与锥体细胞的支配强度、时间窗口密切相关。另一方面,本课题依据上述发育规律,在中间神经元发育关键期,利用DT毒素消减Dlx5/6阳性中间神经元,揭示该模型小鼠皮层里中间神经元和锥体细胞E/I失衡的电生理特性,结果显示消除Dlx5/6神经元的皮层神经元的E/I比例明显高于正常的Dlx5/6的皮层神经元。进一步,通过4-AP给予局部刺激,发现在正常的Dlx5/6小鼠中,会诱发更高频率的动作电位发放,而在皮层Dlx5/6消除的小鼠中,会诱发出癫痫样多棘波的动作电位。而在Dlx5/6中间神经元减少的过程中,NPY阳性中间神经元的表达水平却提高,同时外部给予NPY刺激对皮层锥体细胞癫痫样放电模式产生明显的调控作用,降低了因E/I失衡导致锥体细胞放电频率的增加。该研究为突破解决由于中间神经元失调导致的脑重大疾病的致病机理提供更新的理论依据。综上所述,本课题的结论完善了中间神经元在皮层发育过程中独特的成熟特性及其调控机制,并且我们的研究结果及思路将为研究皮层局部神经网络的发育、环路内兴奋-抑制平衡等方面提供新的想法和理论基础,也为治疗癫痫的药物开发提供可能的药物靶点。在本课题基金的支持下,已在《Cerebral Cortex》杂志上发表相关研究论文一篇,目前提交论文一篇。
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DOI:doi: 10.1093/cercor/bhy293
发表时间:2019
期刊:Cereb Cortex.
影响因子:--
作者:Pan Clara Na;Fang Ai;Shen Chen;Zhang Junjing;Sun Le;Wu Qian;Wang Xiaoqun
通讯作者:Wang Xiaoqun
Early Excitatory Activity-Dependent Maturation of Somatostatin Interneurons in Cortical Layer 2/3 of Mice
小鼠皮质层 2/3 中生长抑素中间神经元的早期兴奋活动依赖性成熟。
DOI:10.1093/cercor/bhy293
发表时间:2019-10-01
期刊:CEREBRAL CORTEX
影响因子:3.7
作者:Pan,Na Clara;Fang,Ai;Wang,Xiaoqun
通讯作者:Wang,Xiaoqun
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