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LASP1 SUMO/DeSUMO修饰在焦虑调控中的作用和机制

批准号:
32100826
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
赵相腾
依托单位:
学科分类:
行为与情感神经科学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵相腾

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
近半个世纪的抗焦虑药治疗几乎没有新的突破,且这些抗焦虑药物还存在药效缓慢、效果不彻底和严重副作用等问题。究其原因是因为焦虑症的具体发病机制尚不清楚。本项目前期结果表明:前脑或杏仁核脑区SENP3缺失均可导致小鼠表现为高焦虑,且突触后膜AMPARs表达增加;SENP3 cKO小鼠LASP1处于高度SUMO修饰状态; LASP1 SUMO修饰调控LASP1与Arc的结合。据此,本项目将围绕LASP1 SUMO/DeSUMO修饰在焦虑调控中的作用和机制开展研究,主要研究内容包括:确定LASP1 SUMO修饰参与焦虑的调节; LASP1 SUMO修饰与磷酸化的关系及功能;确定LASP1 SUMO修饰对其互作蛋白的调节及参与焦虑调控的分子机制。为进一步理解焦虑症的发病机制提供新的观点,也将有助于对焦虑症新药物靶点的发现提供线索。
英文摘要
In the past half-century, there have been almost no breakthroughs in the treatment of anti-anxiety drugs, and these anti-anxiety drugs still have many problems such as slow efficacy, incomplete effects, and serious side effects. The reason is that the specific pathogenesis of anxiety disorders is still unclear. Our preliminary results show that the deficiency of SENP3 in the forebrain or amygdala can cause high anxiety, and increased expression of AMPARs in the postsynaptic membrane; The SUMOylation of LASP1 is increased in SENP3 cKO mice; LASP1 SUMOylation could regulate the binding between LASP1 and Arc. Our project will focus on the role and mechanism of LASP1 SUMOylation in the regulation of anxiety. The main research content includes: Define that LASP1 SUMOylation participates in the regulation of anxiety; Define the relationship between LASP1 SUMOylation and its phosphorylation; Define the regulation of LASP1 SUMOylation on its interaction protein and the molecular mechanism involved in anxiety regulation. It will provide new insights for further understanding of the pathogenesis of anxiety disorders, and will also help provide clues to the discovery of new drug targets for anxiety disorders.
焦虑症作为一种常见的精神疾病,全球范围内终生患病率约为5%-25%,12个月患病率为3.3%-20.4%。然而,近半个世纪的抗焦虑药治疗方面几乎没有新的突破,仍主要为苯二氮卓类药物、β-受体阻滞剂、三环类药物、单胺氧化酶抑制剂、5-HT和去甲肾上腺素再摄取抑制剂等。.SUMO修饰作为一种蛋白质翻译后修饰,其过程是将SUMO分子以共价键结合于靶蛋白的特定赖氨酸残基上,而SUMO特异性蛋白酶(SENPs)介导去SUMO过程,共同调节靶蛋白SUMO/DeSUMO动态修饰平衡,从而参与许多生理与病理过程的调控。研究表明,神经元特异性敲除SUMO1-3可导致小鼠多种认知和情感障碍,其中包括焦虑增强,提示SUMO修饰参与焦虑的调控。但是,国内外尚无系统研究和发现重要神经信号靶蛋白SUMO修饰在焦虑症发生及发展中的作用。.基于如上研究背景,申请人围绕探究焦虑调控中重要靶蛋白SUMO/DeSUMO动态修饰及其调控机制和功能这一科学科学问题进行研究,发现:1)通过构建前脑兴奋性神经元SENP3特异性敲除小鼠发现SENP3缺失可导致高焦虑的发生;2)在小鼠水平通过免疫沉淀联合质谱分析技术确定SENP3介导焦虑调控的关键靶分子LASP1;3)发现LASP1 SUMO修饰位点的鉴定(第87位赖氨酸)及SENP3对LASP1 SUMO/DeSUMO动态修饰的调控作用;4)发现LASP1 SUMO/DeSUMO动态修饰与其磷酸化修饰间没有相互作用;5)发现LASP1 SUMO/DeSUMO动态修饰参与LASP1与AMPARs重要膜表达调控蛋白Arc的结合调控;6)发现SENP3可通过抑制GluR1 mRNA降解而增强其稳定性,进而增加GluR1蛋白表达参与焦虑调控的研究;7)在探讨SUMO/DeSUMO动态修饰在重要神经疾病中作用的同时,完成对APOE4小鼠SUMO/DeSUMO动态修饰调控的研究,发现SENP1及SUMO修饰可能参与APOE4驱动的阿尔兹海默症和衰老的调控;8)在人群队列中发现阿尔兹海默症病人脑组织TPK表达降低,且前脑兴奋性神经元TPK缺失小鼠表现多种阿尔兹海默症病理表型。综上,本研究通过阐明SENP3在焦虑调控中的作用及其对靶蛋白LASP1 SUMO/DeSUMO动态修饰平衡的调控,为进一步揭示和理解蛋白质翻译后修饰在焦虑症发病机制提供新的观点和理论基础。
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