βCaMKII在海马齿状回脑区灵活性学习和突触可塑性中的作用机制

批准号:
31771177
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
曹晓华
依托单位:
学科分类:
C0906.认知神经生物学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
段燕红、王嘉悦、陈珍珍、谢振杨、徐美臣、周伟豪、周烜
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
阿尔兹海默、帕金森和精神分裂症等脑疾病,都伴随钙离子/ 钙调蛋白依赖性蛋白激酶II (calcium/calmodulin dependent protein kinase II,CaMKII) 活性异常和灵活性学习受损。齿状回脑区(dentate gyrus,DG)在灵活性学习中起重要作用,CaMKII异常也会导致DG功能异常,但机制尚未探明。我们发现上调DG区βCaMKII(CaMKII亚型之一)表达,损害DG灵活性学习和DG长时程抑制(Long-term depression,LTD)。在此数据基础上,本项目将采用βCaMKII-F90G转基因小鼠,区域和分子特异地、可逆地、实时上调DG区βCaMKII表达,通过行为学、形态学、电生理学和分子生物学技术,进一步探明上调DG区βCaMKII表达,损害灵活性学习和DG区LTD的机制,有望为灵活性学习障碍的脑疾病研究提供新启示。
英文摘要
A variety of neurological diseases, such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease and schizophrenia are accompanied by abnormal activity of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) and by impaired cognitive flexibility. Many studies have suggested that dentate gyrus (DG) plays an important role in cognitive flexibility, and dysregulation of CaMKII activity can cause dysfunction of DG. However, it is unclear how CaMKII plays the role in cognitive flexibility. We have found that up-regulation of βCaMKII (an isoform of CaMKII)expression in DG impaired DG-related cognitive flexibility and long-term depression of DG (DG-LTD). Based on our above data, in the present study, combining behavioral, morphological, in vitro electrophysiological with molecular biological techniques, we will use the βCaMKII-F90G transgenic mice, in which level of exogenous βCaMKII expression in dentate gyrus can be manipulated on the scale of minutes reversibly during memory process, to investigate how up-regulation of βCaMKII expression impairs cognitive flexibility and DG-LTD . This study has an important implications for elucidating the pathomechanism of neurological diseases with cognitive flexibility disorders.
阿尔兹海默、帕金森和精神分裂症等脑疾病,都伴随钙离子/ 钙调蛋白依赖性蛋白激酶II (calcium/calmodulin dependent protein kinase II,CaMKII) 活性异常和灵活性学习受损。齿状回脑区(dentate gyrus,DG)在灵活性学习中起重要作用,CaMKII异常也会导致DG功能异常,但机制尚未探明。本研究利用通过化学遗传学技术创建的DG脑区特异性上调βCaMKII的βCaMKII-F90G转基因小鼠(Transgenic mice, TG),实现了外源βCaMKII-F90G在DG脑区区域特异性、可逆转、可实时调控的过量表达,系统深入研究了βCaMKII在DG脑区特异性过量表达对于相关认知功能和突触可塑性的影响及其机制。我们发现DG脑区βCaMKII特异性过量表达损害小鼠的灵活性学习能力和DG脑区NMDAR-LTD,提示NMDAR-LTD可能是灵活性学习的细胞机制。进一步研究发现,βCaMKII过量表达会造成NMDAR-LTD过程中AMPAR内化及去磷酸化的受损,而其原因可能是由于CaMKII的过度激活导致PP1/2A活性受损、突触小体中stargazin过量表达以及Akt-GSK3β通路活性异常造成。我们的研究首次发现βCaMKII在灵活性学习以及前脑LTD中的重要作用,为揭示CaMKII全酶在学习记忆及突触可塑性中的作用机制提供了新的重要证据。
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
αCaMKII in the lateral amygdala mediates PTSD-Like behaviors and NMDAR-Dependent LTD.
外侧杏仁核中的 α CaMKII 介导 PTSD 样行为和 NMDAR 依赖性 LTD
DOI:10.1016/j.ynstr.2021.100359
发表时间:2021-11
期刊:Neurobiology of stress
影响因子:5
作者:An S;Wang J;Zhang X;Duan Y;Xu Y;Lv J;Wang D;Zhang H;Richter-Levin G;Klavir O;Yu B;Cao X
通讯作者:Cao X
Forebrain GluN2A overexpression impairs fear extinction and NMDAR-dependent long-term depression in the lateral amygdala
前脑 GluN2A 过度表达损害外侧杏仁核的恐惧消退和 NMDAR 依赖性长期抑制
DOI:10.1016/j.brainresbull.2021.05.023
发表时间:2021-05
期刊:Brain Research Bulletin
影响因子:3.8
作者:Wang Jiayue;Han Jiao;Wang Shugen;Duan Yanhong;Bao Chengrong;Luo Yan;Xue Qingsheng;Cao Xiaohua
通讯作者:Cao Xiaohua
Down-regulation of dorsal striatal alpha CaMKII causes striatum-related cognitive and synaptic disorders
背侧纹状体 α CaMKII 下调导致纹状体相关认知和突触障碍
DOI:10.1016/j.expneurol.2017.09.004
发表时间:2017
期刊:Experimental Neurology
影响因子:5.3
作者:Wang Qi;Yin Pengcheng;Yu Bin;Zhao Zheng;Richter-Levin Gal;Yu Lu;Cao Xiaohua
通讯作者:Cao Xiaohua
Striatal GluN2B involved in motor skill learning and stimulus-response learning
纹状体 GluN2B 参与运动技能学习和刺激反应学习
DOI:10.1016/j.neuropharm.2018.03.002
发表时间:2018-06-01
期刊:NEUROPHARMACOLOGY
影响因子:4.7
作者:Duan, Yanhong;Wang, Qi;Cao, Xiaohua
通讯作者:Cao, Xiaohua
DOI:10.1016/j.neuropharm.2016.12.013
发表时间:2017-04
期刊:Neuropharmacology
影响因子:4.7
作者:Pengcheng Yin;Hao Xu-;Qi Wang;Jiayue Wang;Liang Yin;Meichen Xu;Zhen Xie;Wen-zhuang Liu;Xiaohua Ca
通讯作者:Pengcheng Yin;Hao Xu-;Qi Wang;Jiayue Wang;Liang Yin;Meichen Xu;Zhen Xie;Wen-zhuang Liu;Xiaohua Ca
αCaMKII在记忆不同阶段的作用及机制
- 批准号:31471077
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:曹晓华
- 依托单位:
纹状体脑区NR2B亚基在运动学习记忆中的作用及机制研究
- 批准号:31271200
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:78.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:曹晓华
- 依托单位:
αCaMKII-F89G转基因小鼠杏仁体基底外侧核突触可塑性和条件恐惧记忆消退的研究
- 批准号:31070993
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:37.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:曹晓华
- 依托单位:
NR2A和NR2B转基因模式小鼠前额叶脑区突触可塑性和空间工作记忆的研究
- 批准号:30670682
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:29.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:曹晓华
- 依托单位:
国内基金
海外基金
