I组代谢性谷氨酸受体介导的CREB信号通路在迷路损伤后前庭记忆中的调控作用研究

It is verified that the mechanism of study and memory were participated in the neural plasticity after damage, and the cAMP response element-binding protein (CREB) is a key signal pathway for development of memory. Our previous studies demonstrated that the metabotropic glutamate receptors (mGluRs) and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) showed a dynamic change in the medial vestibular nucleus (MVN) and flocculus after unilateral labyrinthectomy (UL) in rat. Furthermore, both Group I mGluRs (mGluR1 and mGluR5) and BNDF are important factors in CREB signal pathway. Based on these findings, we proposed that vestibular memory induced by the group I mGluRs take part in the development of vestibular compensation after UL in rat. In the study, we investigated that dynamic change of Group I mGluRs and signal factors related to the CREB (CREB, eIF2α, c-Fos and BDNF mRNA) in MVN and flocculus in the different stage after UL. The regulatory mechanism of mGluRs on the CREB signal pathway was also studied by group I mGluRs antagonist and CREB antisense oligodeoxynucleotide. The objective of this study is to investigate the memory mechanism induced by group I mGluRs in the MVN and flocculus after UL, which based a theoretical foundation for vestibular rehabilitation treatment and prevention vestibular decompensation in clinical.

研究证实学习记忆功能参与了机体损伤后的神经重塑，且核蛋白cAMP反应元件结合蛋白（CERB）通路是记忆形成的关键环节。我们前期发现：单侧迷路切除（UL）后前庭神经内侧核（MVN）和小脑绒球内代谢性谷氨酸受体（mGluRs）和脑源性神经生长因子（BNDF）随前庭代偿过程而动态变化，而I组mGluRs和BNDF是CREB信号通路的重要环节。据此我们提出：mGluRs介导的前庭记忆机制可能参与了UL后前庭代偿，且与代偿程度相关。本项目研究大鼠UL后，不同神经核团（MVN、小脑绒球）内I组mGluRs、CREB激活和抑制通路相关信号分子及其下游产物的动态表达变化和水平，并通过研究I组mGluRs拮抗剂、CREB通路相关分子反义寡核苷酸对前庭代偿中CREB通路的影响，探讨分析“I组mGluRs-CREB信号通路”对迷路损伤后前庭记忆的调控作用，初步阐明记忆功能与前庭代偿的关系及可能的分子机制。

在本课题的研究过程中，我们将前庭损伤动物模型扩展至小鼠，建立了单侧迷路切除术（UL）的小鼠动物模型，并建立了小鼠UL后前庭代偿评价的定量方法。我们首先按照研究计划，鉴定了代谢型谷氨酸受体（mGluR）在UL后的作用。我们以往研究结果表明，前庭核中mGluR7的mRNA和蛋白表达在前庭代偿中发生显著变化，提示mGluR7可能参与前庭代偿，但我们发现前庭核CREB以及磷酸化CREB的蛋白含量并没有明显变化，提示mGluR7可能通过其他信号途径参与前庭代偿。为进一步研究mGluR7的作用，我们构建了该基因的条件敲除小鼠floxed-mGluR7，从而可以进一步明确mGluR7起作用的细胞类型。目前该工作仍在进行中。.目前，学习记忆及突触可塑性的相关研究大多集中在谷氨酸兴奋性神经元，但对GABA能抑制性神经元的研究相对较少。兴奋性和抑制性突触传递的平衡对于各脑区和核团的正常功能至关重要。抑制性神经元根据其表达的蛋白标记物分为多种类型，其中小清蛋白（parvalbumin，PV)阳性神经元为一类高频发放的神经元，并且其突触投射到谷氨酸能兴奋性神经元的胞体和轴突起始段，因此对于控制局部脑区和核团的兴奋性至关重要。为进一步在细胞和环路水平研究GABA能抑制性神经元在前庭代偿中的机理，以及探讨神经营养因子对前庭代偿的促进作用，我们探讨了神经营养因子（neuregulin 1）及其受体酪氨酸激酶受体（ErbB4）在前庭代偿中的作用。我们探讨了ErbB4在GABA能神经元中表达，及其在UL后双侧前庭神经核内的动态变化，发现前庭损伤后，对侧前庭神经核ErbB4是前庭代偿所必须的。因此，目前的研究将该项目从原来的分子水平上升到细胞和环路水平。目前该部分工作已经基本完成。.总体上，本课题基本按照计划执行，并在研究过程中根据实验结果以及最新的研究进展进行了相应的调整，使我们的研究更加前沿并更好地服务临床应用。