基于HPA轴调控和海马核受体MR、GR功能改变探讨HCMV宫内感染致学习记忆损伤的机制

As a group of severe neurologic disability, incidence of children's intelligence disability is high and lack of effective treatments. We selected intrauterine infection as the breakthrough point and have successfully established a SD rat model of HCMV congential infection in central nervous system. Preivous research found that functions of learning and memory and hippocampal structure of pups in the model are progressive. Here，we speculates that HPA axis dysfunction and abnormal expression of hippocampal MR and GR may is the main pathophysiological mechanism of this phenomenon. The change of hippocampal-HPA axis function and structure development influenced by HCMV intrauterine infection in a systematic would be studied by double immunofluorescence, confocal laser scanning, RT-PCR and radioactive isotopic in situ hybridization. The mechanims of HPA axis dysfunction would be detected by Dexamethasone stimulation test, RU486 and R121919 blocking tests. LTP / LTD in all area of hippocampus would be measured by whole-mediated neural electronphysiological instrument. To elaborate the role of imbalanced regulation of HPA axis in the impairment of leaning and memory by HCMV intrauterine infection, the functional changes of the receptors( MR and GR) in hippocampus, damage of hippocampal synaptic plasticity and the results of neurobehavioral testing would be comprehensively analyzed. The results may provide spiritual insight of clinical prevention and a new therapeutic target for children with intelligence disability.

儿童智力障碍是发病率极高，且缺乏有效治疗手段的一组严重神经残疾。课题组前期以智力障碍的首要病因（宫内感染）为突破点，成功建立了HCMV宫内感染SD大鼠模型，追踪研究发现子代大鼠的智力障碍缓慢加重，推测海马损伤诱发的HPA轴调节紊乱是其主要机制。本研究拟通过免疫荧光双标、共聚焦激光扫描术、RT-PCR与放射性同位素原位杂交等，系统研究HCMV宫内感染对海马-HPA轴结构和功能发育的影响；应用DXM、RU486和R121919等实验抑制或阻断HPA轴调节模式，探讨感染导致的HPA轴紊乱的机制；应用全导神经电生理仪检测海马各区的LTP/LTD改变，明确突触可塑性影响的程度和范围。以海马损伤和HPA轴功能紊乱的互相影响为切入点，结合海马核受体（MR、GR）功能异常和突触可塑性的损伤，阐明HCMV宫内感染致子代智力障碍逐步加重的病理生理机制，为临床预防和治疗儿童智力残疾提供新的思路和药物治疗靶点。

儿童智力障碍是发病率极高，且缺乏有效治疗手段的一组严重神经残疾。人类巨细胞病毒（human cytomegalovirus, HCMV）是宫内感染最常见的病毒，孕期感染率为50％。课题组前期以智力障碍的首要病因（宫内感染）为突破点，成功建立了HCMV 宫内感染SD 大鼠模型，追踪研究发现子代大鼠的智力障碍缓慢加重，推测海马损伤诱发的HPA 轴调节紊乱是其主要机制。故本次研究从HCMV 宫内感染损伤海马和HPA 轴功能紊乱的相互影响为切入点，应用Morris水迷宫、新物体再认（novel-objective recognition）和嗅觉辨别等，对子代大鼠空间学习记忆和非空间学习记忆等进行动态检测，发现HCMV先天性感染导致大鼠子代存在多种功能障碍；对海马结构的病理和电镜研究发现，海马髓鞘病变是其重要的病理机制，同时存在海马神经元树突分支减少，树突棘密度减少（高尔基染色法）；同期，应用RT-PCR、Western blotting 和免疫双标技术标记等对HCMV感染的子代海马各区上的糖皮质激素和盐皮质激素受体检测发现，与正常组比较，HCMV感染组海马各区上述两种受体表达水平紊乱；模拟孕期细菌感染模型，观察脂多糖(LPS)介导的孕期感染对仔鼠海马CA1区盐皮质激素受体(MR)表达和锥体神经元树突棘密度的影响，结果显示LPS介导的孕期感染致子代学习记忆能力受损，可能与海马MR表达减少及树突棘密度降低有关；应用全导神经电生理仪检测海马各区的LTP/LTD 改变，结果显示HCMV宫内感染明显损伤了大鼠海马 DG区的LTP/DP诱导，并且对PS的LTP/DP诱导的损伤尤为严重；研究扩展探索了先天性HCMV感染明显减少NR亚单位(NR1、NR2A和NR2B)的表达和海马中的CaMKII，这可能与学习记忆功能障碍的机制相关。本研究阐明了HCMV 宫内感染早期的海马直接损伤和慢性感染的应激过程，以及海马表面核受体MR、GR 异常表达，诱发HPA 轴功能紊乱，反向损伤海马组织结构发育和调节功能是HCMV 宫内感染后子代学习记忆功能缓慢逐步下降的一个主要机制。为防治孕期感染引起的以学习记忆功能障碍为基础的神经精神后遗症提供依据，为防治智力残疾提供了一种新的思路和药物治疗新靶点，将极大地提高我国儿童智力障碍的防治水平。