非选择性阳离子通道在GRP调节海马神经通路中的作用及其机制研究

Cognitive disorder can be caused by a number of neurological diseases. Gastrin-releasing peptide (GRP) is a mammalian neuropeptide that regulated brain function of memory and behavior.The mechanism of its effects on the hippocampus are still unclear. Our previous work indicated that GRP could excite neurons in the thalamus, and its excitation effects were connected with the activation of non-selective cation channel(NSCC). Our preliminary experiment showed that GRP receptor agonist can attenuate the spatial memory and synaptic placisity deficits in rats with vascular dementia (VD). Base on those findings, we propose that "GRP can, through activating NSCC, modulate hippocampal neuronal network and improve the cognitive ability".In this proposal, by using engineered virus inoculation, patch-clamp , Morris water maze, field potential recording and immuno-histological technique, we plan to first observe the effetcs of GRP on the electro-property of the hippocampal neurons, study its effects on the hippocampal neuronal network and examine its effects on learning and memory deficits in VD mice. We plan to prove our hypothesis in cell-tissue-in vivo animal levels. This study can be of great significance in both theoretical and applied research, it can provide further evidence for studying the effects of GRP on learnning and memory and its mechanism. More importantly, it is hoped that this research can enlight a new possible drug target of congitive discorders.

多种神经系统疾病可导致认知功能障碍。胃泌素释放肽（Gastrin-releasing peptide，GRP)与情绪记忆功能相关，而其在海马区的作用及其机制尚不明确。我们的前期工作发现，GRP可以兴奋丘脑内神经元，其机制是激活非选择性阳离子通道（NSCC）。在预实验中发现GRP受体激动剂可以改善缺血大鼠的空间学习记忆能力及海马突触可塑性。据此我们推测"GRP能够通过激活NSCC来调节海马神经元及神经通路，进而提高动物的认知功能"。 本项目拟采用慢病毒感染、膜片钳、水迷宫、场电位记录及免疫组织化学等技术，首先观察GRP对海马神经元电生理特性的影响，研究其对海马神经通路的作用机制，并观察对血管性痴呆小鼠学习记忆的影响。从细胞-组织-整体层次证明我们的假说。本研究具有重要理论意义和应用价值，为研究GRP对学习记忆的影响及其机制提供理论依据，并为认知功能障碍的防治提供新思路和药物作用的新靶点。

认知功能障碍泛指各种原因导致的各种程度的认知功能损害（cognitive impairments）。其中年龄是影响认知功能障碍发病率的最主要因素，随着我国老龄化进程的加速，认知功能障碍的发病率迅速上升。已知多种神经系统疾病如中风，癫痫，帕金森病，阿尔兹海默病以及肌萎缩脊髓侧索硬化症等最终都可导致认知功能障碍，严重的会给患者的生活带来极大地影响，使其生活质量严重下降。胃泌素释放肽(gastrin-releasing peptide，GRP)是一种含29个氨基酸的多肽，是蛙皮素(bombesin，BB) 在哺乳动物体内的类似物之一。已知胃泌素释放肽（Gastrin-releasing peptide，GRP)与情绪记忆功能相关，而其在海马区的作用及其机制尚不明确。本项目采用慢病毒感染、膜片钳、水迷宫、场电位记录及免疫组织化学等技术，首先观察GRP对海马神经元电生理特性的影响，研究其对海马神经通路的作用机制，并观察对血管性痴呆小鼠学习记忆的影响。本研究验证了GRP及NMB对双侧颈总动脉结扎脑缺血大鼠模型造成的学习和记忆障碍的保护作用。本研究构建成熟的GRPr-GFP慢病毒，并尝试感染小鼠。由于得到的慢病毒浓度过低，及特异性不高，试验未能顺利进行。本研究发现，GRP可以可逆的兴奋Wistar大鼠乳鼠海马区神经元，并进一步发现其的机制可能来自激活非选择性阳离子通道和钠-钙交换泵。本研究进一步验证了GRP对脑缺血模型大鼠中，缺血所致的突触可塑性的的损伤的保护作用，并进一步探讨了其分子生物学机制。在进一步的电生理实验中，本研究探讨了GRP通过兴奋GRPR来增加海马CA1区神经元兴奋性突触传递的机制。综合上述结果，为研究GRP对学习记忆的影响及其机制提供理论依据，并为为认知功能障碍的防治提供新思路和药物作用的新靶点。项目资助发表SCI3篇，中华期刊1篇，待发表1篇。培养硕士生1名，已经取得硕士学位。项目投入经费22万元，支出21.998万元，各项支出基本与预算相符。