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RNA结合蛋白CPEB3介导的GluA1亚单位在恐惧消退中突触可塑性的作用

批准号:
81901365
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.5 万元
负责人:
瞿文瑞
依托单位:
学科分类:
焦虑障碍、强迫障碍和应激相关障碍
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:

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项目成果

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中文摘要
恐惧消退是通过形成新的抑制性学习来拮抗最初的恐惧记忆,消退失败将导致创伤后应激障碍症等多种精神疾病的发生。新近研究证实恐惧消退中杏仁核的GluA1亚单位效能及诱发的突触反应性明显增高,能否通过调控GluA1亚单位的效能来探寻促进恐惧消退的方法?但目前如何调控GluA1亚单位的效能活性尚不明确。CPEB3是影响神经可塑性和学习记忆的RNA结合蛋白,我们前期研究显示CPEB3在突触近端呈梯度增加,推测CPEB3介入调控GluA1亚单位的效能活性,从而参与恐惧消退过程。据此,本项目利用杏仁核特异性CPEB3基因敲除鼠结合lenti-CPEB3靶向修复从正反两面阐明CPEB3介导的GluA1亚单位效能活性以及所诱发的突触可塑性调节;运用光遗传学技术观察“恐惧消退神经元”的突触传递;采用在体光纤追踪恐惧消退行为中的突触可塑性调节;以阐明RNA结合蛋白CPEB3介导的GluA亚单位在恐惧消退中的作用。
英文摘要
Fear extinction involves creating a conditioned response that counters the conditioned fear response. Failure of extinction of fear responses in Posttraumatic Stress Disorder (PTSD). Nowadays, a major mechanism contributing to fear extinction involves alterations in the number of GluA1 subunit expression and increasingly synaptic plasticity in the amygdala. Therefore, could we find the pathway that the regulate the fear extinction through the activity of GluA1 subunit? However, a longstanding question is how the spatial organization of synaptic receptors subunit GluA1 is achieved. CPEB, an indispensable RNA binding protein in dendrite, maintain synaptic plasticity, synaptic growth, and memory storage. We founded graded dendritic depolarizations elevated CPEB3 protein at proximal dendrites, where we suggest that RNA binding protein CPEB3 regulate subunit GluA1 at synapse, modulating to the fear extinction. Base on that, we hypothesized that CPEB3 might contribute to mediate fear extinction through regulating the GluA1 subunit. In this study, we will knock out CPEB3 in the amygdala in mice, combined with lenti-CPEB3 to detect the CPEB3 function on the GluA1 subunit from the negative and positive sides, to observe the GluA1 expression in synaptic plasticity, to record neuronal activity in amygdala following fear extinction through optogenetic technique, to build fear conditioning model and track fear extinction neuron synapse in the behavioral assessment through in vivo fiber phytotomy. These findings on CPEB3-reglated GluA1 subunit would prompt us to clarify the mechanism of fear extinction and may underlie the pathophysiology and cure fear extinction.
恐惧消退是通过形成新的抑制性学习来拮抗最初的恐惧记忆,消退失败将导致创伤后应激障碍症等多种精神疾病的发生。个体常表现为创伤情景再现、恐惧、焦虑、回避外科手术以及抵触康复治疗等,并且导致约1/3的患者终生不愈,目前还没有统一的预防和治疗方案,因此阐明恐惧消退中发病机制可为临床预防和干预治疗提供依据。我们在国家自然科学基金的资助下,我们在国际上首次提出了RNA结合蛋白CPEB3调控恐惧消退中GluA1亚单位的概念并开展了系统研究,发现RNA结合蛋白CPEB3有显著的特异性。本课题利用杏仁核(BLA)特异性CPEB3基因敲除鼠结合lenti-CPEB3靶向修复从正反两面阐明CPEB3介导的GluA1亚单位效能活性以及所诱发的突触可塑性调节,发现CPEB3-KO组在海马、BLA脑区和脊髓内GluA1表达显著降低,CPEB3-KO+Lenti-CPEB3修复组在海马、BLA脑区及脊髓组织中GluA1荧光强度比CPEB3-KO组显著增高,证实CPEB3对GluA1的关键调控作用。在恐惧形成和消退过程中神经炎症是调节突触可塑性的关键因素,本项目检测了各组小鼠IL-1β、TNF-α表达水平的变化,CPEB3-KO小鼠在海马、BLA脑区均表现出降低的TNF-α表达;CPEB3-KO+Lenti-CPEB3修复小鼠相比CPEB3-KO小鼠在海马、BLA脑区中TNF-α表达明显增高;CPEB3-KO小鼠Iba-1和CD86荧光强度显著降低,证实CPEB3通过抑制小胶质细胞的炎性活化,降低神经炎症反应并调节突触可塑性。在完成原计划基础上,还阐明了RNA结合蛋白CPEB3对 RNA结合蛋白CPEB3在mRNA层面上对调控GluA1亚单位关键基因的效能调控研究;以及CPEB3 结合蛋白CPEB3在核糖蛋白层面上对调控GluA1亚单位关键基因的蛋白调控研究,并首次证实CPEB3 通过结合到神经突触调控相关靶标基因的 5’UTR 上影响其翻译,进而影响神经突触相关基因的蛋白水表达,这可能是其在恐惧消退过程中的重要机制。本研究顺利实施为深入阐明恐惧消退中RNA结合蛋白CPEB3的特异性调控机制提供了重要的依据、线索,具有很强的理论意义和潜在应用前景。本项目共发表基金标注论著9篇,培养博十生1名、硕十生5名,开展1项国际合作项目。
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
Progress of Platelet Derivatives for Cartilage Tissue Engineering.
软骨组织工程血小板衍生物研究进展
DOI: 10.3389/fbioe.2022.907356
发表时间: 2022
期刊: FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY
影响因子: 5.7
作者: [Wu, Siyu, Guo, Wenlai, Li, Rui, Zhang, Xi, Qu, Wenrui]
通讯作者: Qu, Wenrui
Electrical stimulation-based conductive hydrogel for immunoregulation, neuroregeneration and rapid angiogenesis in diabetic wound repair
基于电刺激的导电水凝胶用于糖尿病伤口修复中的免疫调节、神经再生和快速血管生成
DOI: 10.1007/s40843-022-2242-y
发表时间: 2022-11
期刊: Science China Materials
影响因子: --
作者: [Lin Guan, Xiaolan Ou, Ze Wang, Xingchen Li, Yubin Feng, Xinting Yang, Wenrui Qu, Bai Yang, Quan Lin]
通讯作者: Quan Lin
Role of CPEB3 protein in learning and memory: new insights from synaptic plasticity
CPEB3蛋白在学习和记忆中的作用:突触可塑性的新见解
DOI: 10.18632/aging.103404
发表时间: 2020-07
期刊: Aging-US
影响因子: 5.2
作者: [Qu Wen Rui, Sun Qi Han, Liu Qian Qian, Jin Hong Juan, Cui Ran Ji, Yang Wei, Song De Biao, Li Bing Jin]
通讯作者: Li Bing Jin
Graphene oxide-based injectable conductive hydrogel dressing with immunomodulatory for chronic infected diabetic wounds
具有免疫调节作用的基于氧化石墨烯的可注射导电水凝胶敷料,用于治疗慢性感染的糖尿病伤口
DOI: 10.1016/j.matdes.2022.111284
发表时间: 2022
期刊: Materials & Design
影响因子: --
作者: [Xiaolan Ou, Lin Guan, Wenlai Guo, Xi Zhang, Siyu Wu, Deming Guo, Ruiyan Li, Andrei V. Zvyagin, Quan Lin, Wenrui Qu]
通讯作者: Wenrui Qu
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