TRIM32在自闭症谱系障碍中的病理作用及机制研究

An imbalance between excitatory-inhibitory neurotransmission is suggested involved in the pathogenesis of autism spectrum disorder (ASD), a developmental neuropsychiatric disease. Previous studies indicate that deletion of tripartie motif 32 (TRIM32) gene is associated with ASD. Our preliminary data show TRIM32-/- mice exhibit impaired social interaction and repetitive behaviors in three chamber social preference test and self-grooming test, respectively, suggesting a potential function of TRIM32 in ASD pathology. TRIM32 is highly expressed in neural progenitor cells locating in the dorsal subventricular zone and the medial ganglionic emience, where pyramidal neurons and GABAergic interneurons arise. Decreased numbers of layer VI cortical neurons and parvalbumin+ interneurons have been observed in TRIM32-/- mice，suggesting a potential function of TRIM32 in generation of glutamatergic pyramidal neurons and GABAergic interneurons.Therefore, in this project, we will clarify the function of TRIM32 in the pathogenesis of ASD by investigating its role in the generation of glutamatergic pyramidal neurons and GABAergic interneuron in the developing cerebral cortex, and thus in maintenance of inhibitory-excitatory balance of neural circuitry.

兴奋性-抑制性神经活动失衡在自闭症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder，ASD）的病理发生中起着重要作用。最近研究发现，Tripartie motif (TRIM) 32，一种E3泛素连接酶，与ASD有高度基因相关性。我们前期结果显示， TRIM32-/-小鼠表现出社交障碍和重复性行为这些类似ASD的行为，说明TRIM32是ASD的危险基因。TRIM32在神经前体细胞上高表达。TRIM32-/-小鼠皮层第VI层锥体神经元数量和parvalbumin+中间神经元数量明显减少，说明TRIM32可能调控谷氨酸能锥体神经元和GABA能中间神经元的产生。因此，本课题拟利用TRIM32-/-小鼠，研究TRIM32在谷氨酸能锥体神经元和GABA能中间神经元的产生中的作用和机制，分析其对兴奋性-抑制性神经活动平衡的影响，从而阐述TRIM32在ASD病理发生中的作用机制。

目前自闭症的病理机制仍不清楚。关于自闭症病理机制的探讨在过去的很长时间内都集中在对其遗传因素的研究上。随着越来越多遗传因子突变的发现，研究者认为这些不同的遗传因子突变所导致的功能改变可能会归结到共同的通路上。探索共同致病通路可能为自闭症的干预和治疗提供有效的靶标。自闭症的一个非常重要的致病机制是自噬。目前认为神经元发育时期mTOR活性升高、自噬障碍导致的突触修剪障碍是自闭症发病的一个重要机制。本项目利用小鼠模型，探索了TRIM32在自闭症的病理发生发展中的作用。1）发现TRIM32的确是自闭症的危险基因。2）TRIM32是维持大脑发育过程中GABA能神经元产生、维持大脑神经网络的兴奋性-抑制性平衡的关键调控分子。3）对上述的过程的机制分析显示：发育早期神经前体细胞上TRIM32缺失会导致mTOR介导的自噬水平过度升高，从而导致GABA能中间神经元的产生受损，从而导致小鼠出现自闭样行为。本部分研究结果显示，发育早期神经前体细胞上的mTOR活性降低、自噬的过度激活亦是自闭症的一个重要病理机制。这是对目前神经元自噬障碍导致自闭症理论的一个有价值的补充。该工作提示未来在利用mTOR抑制剂干预自闭症或其它疾病如肿瘤时，应避免孕期应用。4）TRIM32在锥体神经元的产生中亦起着非常重要的调控作用。本项目发现细胞骨架蛋白的动态改变调控皮层发育过程中锥体神经元的产生。这两部分工作对于不仅对于我们理解大脑发育过程中抑制性中间神经元的产生和锥体神经元的产生过程、对理解神经发育疾病均提供了重要的参考数据。考虑到TRIM32小鼠的一个非常重要的表型是大脑抑制性-兴奋性失衡，脑内出现神经超兴奋性。5）本项目亦探索了移植可分化为GABA能神经元的中间神经元前体细胞对TRIM32敲除小鼠自闭样行为的改善情况，发现中间神经元前体细胞移植改善了模型小鼠脑内的超兴奋性和自闭样行为。这未未来干细胞治疗自闭症提供了重要参考数据。本项目结果发表在cerebral cortex 2篇、journal of Cell biology、oncotarget、journal of Alzheimer's disease 国际期刊上。申请专利1项。