与紧张焦虑相关的海马特异性基因表达的系统生物学研究

社会节奏急剧加快，使处于精神高度紧张的人群迅速增多，紧张焦虑症的发生率明显增加，这给社会、家庭及个人都带来巨大负面影响，已引起全社会的重视。通过比较C57BL/6J（B6）、DBA/2（D2）小鼠紧张组和对照组海马的基因芯片资料,我们已发现约400～500个基因的表达在紧张焦虑条件下发生明显改变。为系统、深入地研究有关紧张、焦虑发生发展的分子机理，全面了解紧张、焦虑发病时起关键作用的基因组中基因表达及相关基因表达的网络调控变化， 本研究拟制备B×D基因重组纯系小鼠的紧张模型，结合基因表达数量性状基因座分析技术，在分子水平全面系统地揭示绝大多数基因在紧张焦虑环境下表达量及其调控网络的改变，以探讨与紧张、焦虑相关的基因调节通路。为系统了解紧张、焦虑发生的分子机制提供较为完整的实验数据；同时也为发现新的用于客观诊断紧张、焦虑的分子生物学标记和发现新的针对紧张、焦虑的药物靶点提供新的途径。

随着社会节奏急剧加快，紧张焦虑症发生率明显增加，给社会带来巨大负面影响。本课题通过对BXD RI小鼠紧张焦虑行为的遗传学分析，在1号和9号染色体定位到两个控制紧张焦虑行为的基因座。芯片实验分析紧张焦虑对BXD RI小鼠海马组织基因表达的影响，结果显示630个基因发生了显著改变，其中部分为已知的紧张焦虑相关基因。eQTL定位结果显示紧张焦虑对BXD RI小鼠的转录调节产生了明显影响，共计收集到紧张焦虑组1781个cis-eQTL和6021 trans-eQTL（LRS>15）。通过遗传相关性分析，我们发现紧张焦虑相关基因Cacna1c与per3基因高度相关，Per3是一个与日夜节奏相关的基因，课题组前期研究已证实Per3基因在紧张环境下表达明显增加，我们推测基因Per3基因很可能参与了紧张焦虑的过程， 因此选择该基因进一步深入分析。eQTL分析结果显示Per3基因为顺式调节基因，EMSA实验结果证实一个位于启动子区域的STRE反应元件核心结合区的Indel（-/T）对转录因子结合产生了重要影响，Supershift Assay实验进一步证实了与该STRE反应元件结合的转录因子为NRF2。遗传相关性分析发现Per3基因表达变化与多个紧张焦虑相关行为密切相关。Per3基因的48个下游候选基因中有7个基因在野生型和Per3基因敲除小鼠间表达差异显著。基于上述分析，可以认定Per3基因是新的紧张焦虑相关基因。