NMDA受体及其介导的信号通路在小鼠先天恐惧中的作用研究

Recent studies have found that the neural circuits involved and the molecular mechanism during conditioned fear could not consist with those during the predator odor induced innate fear. Our previous work showed that NMDA-mediated signaling pathway was involved in regulation of innate fear, while in different brain areas the function and mechanism may be not all the same. In this project, a series of NMDA-related genetic engineering mice will be used as the research object (including NR2B and αCaMKⅡ transgenic mice, NR1 knockout mice). Combined with brain regions specific pharmacological, molecular biology, biochemistry, electrophysiological and behavioral and other methods, NMDA receptors and mediated signaling pathways in different brain regions will be assayed to seek their roles and possible mechanisms during TMT or predator odor induced innate fear in mice. We will explore whether the NMDA receptors and mediated signaling pathways could be regulated or not to eliminate or strengthen innate fear; our research will also provide the experimental basis for revealing the molecular mechanism of innate fear.

近年的研究发现，条件性恐惧涉及的神经环路和分子机制与天敌气味诱导的先天性恐惧所涉及的神经环路和分子机制并不一致。本课题组根据前期研究结果推测，NMDA及其介导的信号通路在处理先天恐惧中具有作用，但在不同脑区的作用以及作用机制可能都不相同。本项目以课题组已成熟掌握的NMDA系列的遗传工程模式小鼠为研究对象（包括NR2B与 αCaMKⅡ转基因小鼠，NR1基因敲除小鼠），结合脑区特异的药理学方法，综合运用分子生物学、生物化学、电生理学以及行为学等方法，研究不同脑区NMDA受体及其介导的信号通路在TMT、天敌气味等诱导的小鼠先天恐惧中的作用以及可能的作用机制，探讨是否可能通过操作NMDA受体及其介导的信号通路消除或强化先天恐惧，为揭示先天恐惧的部分分子机理提供实验基础。

近年的研究发现，条件性恐惧涉及的神经环路和分子机制与天敌气味等诱导的先天性恐惧所涉及的神经环路和分子机制并不一致。本课题组根据前期研究结果推测，NMDA及其介导的信号通路在处理先天恐惧中具有作用，但在不同脑区的作用以及作用机制可能都不相同。PS1/PS2条件性双基因敲除小鼠（以下简称DKO小鼠）表现出随年龄加剧的认知记忆功能（包括习得性恐惧记忆）障碍，同时伴有前脑的特异性萎缩、剧烈的炎症反应和NMDA受体表达减少并进而导致突触可塑性下降等病理改变，但DKO小鼠先天行为是否也有改变目前仍不清楚。我们运用TMT诱导的先天恐惧行为测试发现PS1/PS2条件性双基因敲除小鼠表现出随龄性的先天恐惧行为能力下降，但晚于习得性恐惧行为发生异常的时间窗。值得注意的是该小鼠也存在随龄性的嗅觉探测能力、嗅觉识别能力及嗅觉记忆能力下降，其各种嗅觉功能的退行性病变的时间窗口也不完全一致。此外该小鼠还表现出其他的先天种属行为的变化。我们利用-fos免疫荧光技术对先天恐惧相关的脑区进行了检测。利用荧光定量PCR对可能的基因表达水平进行检测。此外，我们利用幼年七氟烷麻醉的大鼠模型研究并比较了习得性恐惧和先天恐惧行为的不同变化，发现幼年时期接受低浓度七氟烷的大鼠习得性恐惧记忆分辨能力增加，但习得性恐惧记忆能力不变，而TMT诱导的先天性恐惧能力下降。其中的分子机制有待于进一步研究。本项目的研究结果为研究先天恐惧的神经机制以及退行性疾病进程中先天恐惧行为异常提供了一些线索，同时也为临床上评估幼年麻醉剂暴露对成年后习得性或者先天性恐惧行为的不同影响提供了实验基础。