神经保护短肽NAP干预生命早期应激小鼠模型的策略与机理研究

In humans, environmental adversity occurring in early life is associated with an increased risk of both physical and psychiatric disorder in adulthood. Therefore, it is important in psychiatry to study how early environmental effects sustained into adulthood. NAP (generic name davunetide) is a neuroprotective peptide consisting of eight amino acids (NAPVSIPQ) derived from activity-dependent neuroprotective protein (ADNP). However, synthetic NAP is expensive, instable in aqueous solutions, shorter half-life in vivo, easily degradable and usually unable to have biological activity arrested in the cells because of lacking of secretion and expression elements in the sequence. All these limitations severely restricted the NAP practical application in the therapy of CNS diseases. Therefore, in this present proposal, we try to investigate effects of early life stress on neuroplasticity by using two animal models, which are maternal separation (MS) model and social isolation (SI) model. Furthermore, we plan to fuse the signal peptide of neurotrophin 4 (NT4) to NAP to generate NT4-NAP, and we propose that the fusion peptide will show a good biological activity in the intervention of MS and IS by intranasal route. We hope this study will provide a reliable strategy for neuroprotective peptide in the clinical trials on neuroplasticity disease.

发生于人类生命早期的不良生活事件会增加个体成年后躯体疾病和精神障碍的风险，因此，研究生命早期不良生活经历（应激）如何影响成年个体的身心健康是精神医学中一项重要的课题。NAP是一段由8个氨基酸构成的高效神经保护肽，然而人工合成的NAP成本高，在水溶液中稳定性差，在体内半衰期短，极易降解，更由于其基因序列缺少分泌表达元件而常常滞留于细胞不能发挥生物活性，这些局限性严重制约着NAP实际应用于CNS疾病的治疗。本课题拟采用母婴分离（MS）和社会隔离（SI）两种最常使用的动物模型研究生命早期应激的神经可塑性机制，并尝试利用基因工程技术将NAP与神经营养素4（NT4）的信号肽与前导序列连接，构建融合基因 NT4-NAP，使原核分泌表达的融合基因具有良好的生物学活性，再经鼻途径给药，使之可用于干预MS、SI模型。上述策略和方法为神经保护肽的实际临床应用提供了良好的范本。

对人类来说，发生于生命早期的不良生活事件会增加个体成年后躯体疾病和精神障碍的风险。例如，儿童期被虐待或被忽略的经历会增加成年后患糖尿病和心血管疾病的风险，也会增加药物滥用、抑郁症、精神分裂症和焦虑相关障碍的易感性。母婴分离模型（maternal separation，MS ）社会隔离（social isolation， SI）模型是最常使用的研究生命早期不良经历（应激）的动物模型。一些研究表明MS 和SI能够引起动物成年后一系列复杂的神经精神病理行为。NAP作为一种可以通过血脑屏障的神经保护短肽，其强大的神经保护作用日益受到关注，因此我们研究NAP在早期生命应激中的保护作用及其机制。. NAP由于分子量小，在体内易被降解，难以发挥生物活性，因此我们构建能够在体内稳定表达NAP的重组腺相关病毒NT4-NAP/AAV，并通过免疫组化技术验证其表达和活性。通过建立母婴分离模型（maternal separation，MS ）和社会隔离（social isolation， SI）模型，研究小鼠的行为学变化，我们发现C57 小鼠对MS具有一定得抵抗作用，并未表现出明显的病理生理行为。SI模型能够诱导C57小鼠增加抑郁样行为和攻击行为，但对认知记忆能力无明显影响，也降低了海马中的脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor BDNF和血清中的皮质酮（concentration，CORT）水平，但并未影响海马中五羟色胺（5-hydroxytryptamine ，5-HT）的表达。通过经鼻给药，NT4-NAP/AAV的应用缓解了SI 诱导的抑郁样行为，升高海马中BDNF和CORT，也验证了经鼻给药途径的有效性，同时表明NAP对SI引起的抑郁样行有保护作用。本项目成功构建NT4-NAP/AAV重组病毒，并建立SI小鼠模型，诱导小鼠产生抑郁样行为和攻击行为，经鼻给予NAP干预异常的行为表型和神经生化改变，证明了NAP可能是通过增加BDNF表达来发挥其神经保护作用，为临床治疗提供了新的途径和方向。