探讨小鼠杏仁核区域ErbB4特异性敲减导致社交能力异常的作用机制

Genetic research has identified neuregulin1(NRG1)and its receptor ErbB4 as susceptibility genes for Schizophrenia. Selective ablation of ErbB4 from parvalbumin-positive interneurons has been exhibited abnormal behavior.Recently it's reported that there are high levels of ErbB4 expression in the amygdala of monkey and rodent. Our previous research showed that inactivation of ErbB4 function in amygdala could induce social impairment in mice. The amygdala is part of the limbic system,responsible for regulating the emotions. Poor amygdalic funcitoning has been associated with anxiety, autism, depression and schizophrenia.Recent study suggest that the larger the amygdala,the wider and more complex is its owner's network of friends and colleagues.We supposed that dysfunction of ErbB4 in amygdala should be relative to the social ability deficit in psychiatric disorders. In order to prove our hypothesis, Firstly, cellular morphology changes will be detected. Secondly, the animal behavior test will be examine in the amygdala ErbB4 knockdown mice. Thirdly, the key downstream molecule of ErbB4 signaling pathway will be detected. Finally, the synapic plasticity and neural circuit will be evaluated by in-vivo and in-vitro electrophysiology. The poject will discuss the mechanism of social ability deficit which is associated with the dysfunction of ErbB4 in mice amygdala.

遗传学研究表明神经调节蛋白（Neuregulin1,NRG1）及受体ErbB4是精神分裂症相关的易感基因。研究发现在小鼠神经系统敲除中间神经元ErbB4表达能够引起部分行为学异常。最近有报道ErbB4在灵长类及啮齿类动物杏仁核区域表达，且基本不在中间神经元上。我们前期实验发现在小鼠杏仁核敲减ErbB4基因功能能够造成小鼠社交能力的下降。在人类研究中发现杏仁核的体积大小与其社交能力成正比，我们推测杏仁核ErbB4的功能损伤可能与精神疾病中社交行为异常的发生有关。为证实该假设，我们将（1）检测ErbB4敲减对杏仁核神经元形态学影响（2）检测杏仁核ErbB4敲减后对小鼠行为学的影响（3）检测ErbB4下游信号通路上各个信号分子的表达（4）利用离体、在体电生理研究ErbB4小鼠在杏仁核区域的突触可塑性。

情感障碍是精神疾病常见症状之一，其作用机制还不明确。遗传学研究提示神经调节蛋白（NRG1）及其受体ErbB4是精神分裂症相关的易感基因。ErbB4是表皮生长因子家族的单次跨膜受体酪氨酸激酶受体，在多个脑区都有表达，NRG1-ErbB4信号通路与神经迁移、神经递质表达、突触发育等密切相关。研究发现ErbB4在中间神经元条件敲除小鼠具有精神分裂症的相关表型。有报道ErbB4在灵长类和啮齿类动物杏仁核表达，且基本不做中间神经元上表达。因此，我们对这部分ErbB4的功能产生开展了研究。首先通过在基底内侧杏仁核（BMA）区域注射ErbB4 shRNA慢病毒敲减ErbB4的表达，用Western blot验证其敲减效率，随后进行行为学、电生理学等实验检测。我们的结果发现杏仁核BMA区域ErbB4敲减小鼠的社交行为出现障碍，在三箱实验中ErbB4敲减小鼠在有社交小鼠和无社交小鼠的箱子内停留的时间没有差别，但是在互相交流的时间上有明显差异，但是与空间学习记忆相关的水迷宫测试中并未出现障碍。这与我们前期研究一致，在海马CA1区域敲减ErbB4的表达，对小鼠空间学习记忆造成损伤。这提示我们在不同脑区ErbB4表达减少导致不同的行为学障碍，其作用机制也可能不同。.目前关于ErbB4小鼠模型的研究主要集中在其在特定神经元中敲除或全敲模型中。为了更好地研究ErbB4在神经系统中的功能，我们又制备了Knock-in小鼠模型。我们将ErbB4蛋白C末端与PDZ结构域连接的氨基酸序列模块（-TVV）部分进行改造，使得ErbB4在突触后膜无法与PSD95结合，导致其在突触上NMDA受体功能障碍，为研究NRG1-ErbB4信号通路以及NMDA受体与精神疾病的发病机制和病理生理学机制的关系提供基础。目前我们已经获得敲入小鼠并开展了进一步的研究。在行为学表型中，我们已经发现Knock-in小鼠开放场活动度增加（焦虑），情景恐惧记忆增强，前脉冲抑制增强。这些与之前敲减小鼠的表型有所不同，后续我们会继续对其机制开展研究。