课题基金 / 基金详情

精神分裂症易感基因DGCR2在突触形成中的功能与机制

批准号:
31771142
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
费尔康
依托单位:
学科分类:
发育与衰老神经生物学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
鄢敏、任东妍、陈文兵、罗斌、敬洪阳、陈鹏、熊明涛、陈李斌佶、于璐璐

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
人染色体22q11.2区域缺失引起一系列发育障碍,其中约有23-43%的病人患有精神分裂症(SCZ)。基因DGCR2位于该缺失区域,本身也是SCZ易感基因,在SCZ病人脑中表达降低,但它在SCZ中的病理生理机制完全不清楚。我们的预实验发现DGCR2在海马高表达且定位在突触后致密部位;DGCR2缺陷小鼠海马区锥体神经元树突棘密度和mEPSC频率均降低,提示DGCR2可能参与兴奋性突触形成,但具体分子机制并不清楚。本项目将围绕该科学问题,从DGCR2自身包含PDZ结合结构域以及可能的细胞黏附功能入手,探索PDZ蛋白或相关细胞黏附因子是否介导DGCR2在突触形成中发挥作用,从而在分子水平研究DGCR2在突触形成中的功能与机制。更进一步结合相关行为学范式检测DGCR2缺陷小鼠是否表现出类似SCZ的行为学异常,以期阐明DGCR2在SCZ发生发展中的病理生理机制,为SCZ治疗提供新的线索和思路。
英文摘要
22q11.2 deletion is a common micro-deletion that causes an array of developmental defects including 22q11 deletion syndrome (22q11DS). About 23-43% of patients with 22q11DS develops schizophrenia (SCZ). SCZ susceptibility gene DGCR2 (DiGeorge Syndrome Critical Region Gene 2) is one of the 30-60 genes in the 22q11.2 deletion, and reduced expression of DGCR2 has been found in SCZ patients. In our preliminary experiments, we found that DGCR2 is expressed mainly in the hippocampus and localized to the post-synaptic densities (PSDs). Moreover, dendritic spine density and mEPSCs frequency are reduced in the hippocampal pyramidal neurons in DGCR2 deficient mice. These results suggest DGCR2 play a role in excitatory synapse formation. However, little is known about the underlying mechanisms. Considering that DGCR2 harbors a PDZ-binding motif and is a putative adhesion receptor, in this study we will explore if DGCR2 cooperates with PDZ containing proteins or synaptic adhesion molecules in the synapse formation. Moreover, we will use behavioral paradigms to detect if DGCR2 deficient mice exhibit SCZ-related abnormal behaviors. This study will be helpful for further understanding the molecular physiopathological mechanisms of DGCR2 in SCZ, and could possibly lead to strategy for the effective treatment of SCZ.
细胞黏附分子被认为在大脑突触形成中发挥关键作用,一些黏附分子的缺陷会导致突触发育的异常,引起很多神经发育疾病如精神分裂症(SCZ)、自闭症(ASD)等的发生。DGCR2是22q11染色体缺失综合征缺失基因之一,与SCZ相关,在病人脑中表达降低,但它在SCZ中的病理生理机制完全不清楚。本项目利用分子生物学、细胞生物学、生物化学、组织形态学、电生理学和行为学等多种手段,发现大脑中DGCR2表达丰富,且在神经发育期间逐渐升高,在神经元中分布在树突上,与PSD-95共定位,在PSD中富集。DGCR2缺陷小鼠海马CA1区锥体神经元树突棘密度和谷氨酸能突触传递降低,并表现焦虑样行为。分子机制上,DGCR2通过胞外段(ECD)与突触前细胞黏附分子NRXN1跨细胞结合,该结合可以促进NRXN1-NLGN1之间的结合,进而促进树突棘的发育。此外,我们还发现唐氏综合征细胞黏附分子DSCAM能够与NLGN1结合,但抑制NRXN1-NLGN1之间的跨突触结合,而抑制树突棘的过度成熟。DSCAM基因是自闭症高风险基因,我们在DSCAM缺陷小鼠中发现感觉皮层锥体神经元树突棘密度和谷氨酸能突触传递增加,在三室社交等行为学检测中表现自闭症样异常行为。细胞黏附分子不仅仅调节兴奋性突触的形成和成熟,在抑制性突触发育中也发挥作用。ErbB4是包括SCZ在内很多精神疾病的易感基因,ErbB4的受体酪氨酸激酶活性被认为在调节GABA能突触传递中有重要作用。我们发现ErbB4可以不依赖于它的激酶活性,而作为一个细胞粘附分子通过ECD与抑制性突触后细胞黏附分子Slitrk3反式结合,促进锥体神经元上抑制性突触的形成。我们的研究阐明了神经发育疾病相关细胞黏附分子调节突触发育的分子机制,为探索相关精神疾病的发病机制提供了思路和线索。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
ErbB4 promotes inhibitory synapse formation by cell adhesion, independent of its kinase activity.
ErbB4 通过细胞粘附促进抑制性突触形成,与其激酶活性无关。
DOI: 10.1038/s41398-021-01485-6
发表时间: 2021-06-29
期刊: Translational psychiatry
影响因子: 6.8
作者: [Luo B, Liu Z, Lin D, Chen W, Ren D, Yu Z, Xiong M, Zhao C, Fei E, Li B]
通讯作者: Li B
Protein Kinase B/Akt1 Phosphorylates Dysbindin-1A at Serine 10 to Regulate Neuronal Development
蛋白激酶 B/Akt1 在丝氨酸 10 处磷酸化 Dysbindin-1A,以调节神经元发育。
DOI: 10.1016/j.neuroscience.2022.01.025
发表时间: 2022-03-21
期刊: NEUROSCIENCE
影响因子: 3.3
作者: [Fei, Erkang, Chen, Peng, Zhou, Tian]
通讯作者: Zhou, Tian
Metformin Ameliorates Lipopolysaccharide-Induced Depressive-Like Behaviors and Abnormal Glutamatergic Transmission.
二甲双胍可改善脂多糖引起的抑郁样行为和异常谷氨酸传递。
DOI: 10.3390/biology9110359
发表时间: 2020-10-26
期刊: Biology
影响因子: 4.2
作者: [Chen J, Zhou T, Guo AM, Chen WB, Lin D, Liu ZY, Fei EK]
通讯作者: Fei EK
DSCAM Deficiency Leads to Premature Spine Maturation and Autism-like Behaviors.
DSCAM 缺陷会导致脊柱过早成熟和类似自闭症的行为。
DOI: 10.1523/jneurosci.1003-21.2021
发表时间: 2022-01-26
期刊: The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子: --
作者: [Chen P, Liu Z, Zhang Q, Lin D, Song L, Liu J, Jiao HF, Lai X, Zou S, Wang S, Zhou T, Li BM, Zhu L, Pan BX, Fei E]
通讯作者: Fei E
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    抑郁症风险因子LHPP调节组氨酸磷酸化参与慢性应激诱导抑郁样行为的机制研究
    • 批准号:
      82271558
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      52万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      费尔康
    • 依托单位:
    精神分裂症相关蛋白dysbindin 的磷酸化修饰调节其功能并参与精神分裂
    • 批准号:
      81460215
    • 项目类别:
      地区科学基金项目
    • 资助金额:
      47.0万元
    • 批准年份:
      2014
    • 负责人:
      费尔康
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金