swiprosin-1在运动病发病中的作用研究

本项目前期发现新型蛋白swiprosin-1在晕动刺激的小鼠延髓表达明显减少，证实其在孤束核神经细胞特异性表达；排除了其作为应激蛋白的可能；并发现该基因干扰后再给予晕动刺激大鼠晕敏感性明显增加。本项目拟进一步观察电刺激迷路或前庭核(VN)后对孤束核swiprosin-1表达的影响以及采用神经束路追踪技术结合免疫组化法观察是否存在swiprosin-1抑制性前庭孤束通路，明确其在运动病发生中的重要作用；采用电刺激迷路或VN，观察对孤束核swiprosin-1基因干扰的大鼠迷走神经背核(DVN)电活动的影响，了解其对孤束核-DVN神经通路的影响；采用膜片钳、HPLC-MS联用等技术观察swiprosin-1基因干扰后对培养的孤束核神经细胞离子通道及神经递质的影响，从细胞水平阐述其在运动病发病中的作用。本项目的开展，将有助于完善运动病发病机制的阐明，为发现抗运动病新的药物靶点奠定一定的理论基础．

运动病是前庭器官受刺激而引起的中枢及植物神经系统功能紊乱的一种反应。从低等的啮齿类动物到高等动物人类，运动病易感性个体差异很大，但是其机制尚不清楚。我们采用经典的遗传学方法培育了晕敏感（SMS）和晕不敏感(RMS)两株小鼠。蛋白质组学研究发现SMS小鼠脑组织中swiprosin-1蛋白表达较RMS小鼠低。免疫组化研究进一步发现前庭核(VN)神经元细胞特异性表达swiprosin-1。小鼠受到旋转刺激后，延髓swiprosin-1表达减少。为排除了swiprosin-1是一种应激蛋白，小鼠给予低温、缺氧和高热刺激后，延髓swiprosin-1表达没有改变。swiprosin-1基因敲除(KO)小鼠对运动病的敏感性增加，运动病习服训练后不表现出习服现象，而野生型(WT)小鼠在习服训练14d后前庭核swiprosin-1表达恢复至习服前水平。采用RNA干扰慢病毒抑制swiprosin-1基因在RMS小鼠VN的表达导致对运动病的易感性增加。采用过表达慢病毒增加swiprosin-1在SMS小鼠VN的表达导致对运动病的易感性降低。神经递质谷氨酸主要通过NMDA受体引起前庭核swiprosin-1表达减少，增加小鼠对运动病的易感性。离体脑薄片结果显示在30μM谷氨酸刺激下，swiprosin-1 KO小鼠前庭核放电频率高于WT小鼠，SMS小鼠前庭核放电频率高于RMS小鼠，NMDA受体拮抗剂MK801能抑制谷氨酸诱导的swiprosin-1 KO小鼠和SMS小鼠放电频率的增加。总之，这些结果表明前庭核swiprosin-1蛋白的表达水平是运动病易感性的重要决定因素；谷氨酸主要通过激活NMDA受体下调swiprosin-1的表达，来增加VN神经元的兴奋性，导致运动病的易感性增加。