小鼠腹侧海马miR-135在神经环路构建和情感记忆中的作用研究

基本信息
批准号:31872778
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:胡中华
学科分类:
依托单位:中南大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:高清涛,洪竞超,杨英轩,彭振海
关键词:
动物模型神经环路突触传递精神性疾病前额叶皮层
结项摘要

The wiring of neural circuit is a critical step during brain development. The precise wiring during neural development underlies cognition, emotion, and circuit pathology of brain disorders. Ventral Hippocampus (vHPC) and the connected neural networks, such as projections from vHPC to medial prefrontal cortex (mPFC), nucleus accumbens (NAc), and amygdala (AMY) play important role in emotion, stress response, learning and memory. The disturbance in vHPC efferent pathway is involved in mood and cognitive disorders associated with many neuropsychiatric diseases. However, the molecular mechanisms for the establishment and fine-tuning of vHPC projection pathways remain largely unknown. Our recent research showed that miR-135, a brain enriched microRNA, locates on axon, and it restricts the presynaptic site development in hippocampal neuron and maturation of hippocampal CA3-CA1 pathway. During the period of synaptogenesis, a reduction in miR-135 leads to increased expression of its target genes complexin-1 and -2, and the complexins in turn promote presynaptic site development in ventral hippocampus. Based on these findings, we propose that miR-135 is involved in the establishment of efferent long-term projections of vHPC and the associated behavioral responses, such as emotion, learning and memory. We have generated the Camk2a-tTA/miR-135TG mouse, in which miR-135 is overexpressed in the forebrain excitatory neuron. We will also use viral genetic tools to fulfil brain region-specific and circuit-specific manipulation of miR-135 and its targets in wild type mouse. With these animal models, we aim to investigate whether and how miR-135 regulates vHPC-mPFC, vHPC-NAc, and vHPC-AMY pathways, as well as the underling emotion and cognition. This microRNA-dependent presynaptic modulation of vHPC projections will provide novel insight to understand the mechanism of development and organization of brain circuit. Moreover, this proposal will elucidate the neurobiological basis for circuitry psychopathologies and provide the novel clinical interventions for treatment of emotional and cognitive dysfunction in neuropsychiatric disorders.

神经环路网络的构建是大脑发育的关键步骤。环路连接的精准调控对于情感,认知和神经精神疾病的病理至关重要。腹侧海马(vHPC)和其相连长程投射参与调控情感和记忆,但其形成和整合的分子机制仍不明确。miR-135是大脑富集的microRNA。我们前期研究发现miR-135在海马神经元轴突表达,降低突触前末梢数量,抑制CA3-CA1投射突触前膜的成熟。故我们假设miR-135调节vHPC长程传出通路,从而参与调控情感和记忆。我们已构建Camk2a-tTA/miR-135TG小鼠,可在兴奋性神经元诱导miR-135表达。结合病毒示踪,计算机三维重构,光遗传学和电生理手段,将阐明miR-135调控海马神经元突触前末梢发育和功能的机理;明确miR-135在vHPC传出投射构建及情绪和记忆中的作用。本研究将揭示早期基因改变对成体大脑环路构建和功能的影响,发现神经精神疾病中认知受损和情感障碍的分子环路机制。

项目摘要

腹侧海马和其相关长程投射环路参与调控情感和记忆行为。但是,其形成和整合的分子机制仍不太明确。本课题聚焦小RNA分子miR-135对于情感和记忆行为的影响,以及腹侧海马-内侧前额叶神经环路的调控作用。我们通过建立前脑兴奋性神经元过表达miR-135的小鼠模型,系统阐明兴奋性神经元中miR-135对工作记忆,场景和恐惧记忆,以及抑郁和焦虑等情绪行为都有广泛影响。而在腹侧海马利用AAV载体过表达miR-135导致工作记忆损伤和情绪行为异常。同时,利用透射电镜,环路示踪,免疫荧光,蛋白质组学等方法,本课题还揭示了miR-135在突触前末梢发育和突触囊泡释放,以及腹侧海马-内侧前额叶突触环路形成中的作用和分子机制。综上,本课题的研究成果有助于深入理解非编码RNA在情感和记忆行为及相关神经环路中的调控作用,为研究神经精神疾病中认知和情感障碍的产生提供新思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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