慢性脑低灌损伤HCN2对海马GABA抑制性中间神经元突触可塑性的修饰调节

超极化激活-环核苷酸门控的起搏阳离子通道（Hyperpolarization-activated and cyclic nucleotide-gated channels ，HCN 通道）,是一特殊的电压门控通道，具有广泛的生理功能。本课题以慢性低灌性脑缺血损伤以及HCN2基因干扰大鼠为研究对象，用水迷宫方法检测学习记忆功能、用免疫组化和原位杂交方法检测不同缺血时间点海马CA1,CA3和DG区HCN2和SA-1,EAAC-1,GABA-A,B受体亚型的分子表达变化特征及HCN通道开放和阻滞剂对它们mRNA和蛋白表达的影响；用电生理学技术，观察海马三突触回路兴奋性突触后电位与抑制性突触后电流的变化及相关药物的干预。阐明慢性脑低灌性缺血损伤海马神经神经网络环路中HCN2对GABA能神经突触可塑性的修饰调节.

超极化激活环核苷酸门控的阳离子通道（HCN）介导产生的电流(Ih)，主要参与神经兴奋的调控、细胞膜静息膜电位的稳定、树突整合、突触可塑性、递质释放 以及神经网络振荡等。通过分子生物学研究，已成功克隆出4 种亚型：HCN1-HCN4。其中，HCN1 和HCN2 主要分布于啮齿类动物的海马。研究表明，海马HCN 通道参与学习和记忆的形成过程，HCN1 缺失可引起学习记忆的损伤。我们之前的研究发现，在慢性低灌性脑缺血损伤大鼠HCN1 mRNA 显著减少。另研究表明，HCN2 同样参与多种神经系统的病理生理过程，如共济失调，失神性癫痫，炎症以及神经性疼痛。经免疫荧光双染发现，HCN1 和HCN2 共定位于海马和新皮层。然而，HCN2 在脑缺血情况下，特别是在血管性痴呆情况下，发生怎样的变化尚未见报道。本项目研究采用双侧颈总动脉永久性结扎（2VO）建立大鼠慢性低灌注脑缺血模型；应用水迷宫和新事物认知实验评价其认知功能的变化；采用免疫荧光技术观察神经元丢失；高尔基染色测定海马树突棘数目；Western blot 检测HCN1，HCN2 通道、GABAB1，GABAB2 受体，PKA， p-PKA，TRIP8b(1a-4)，TRIP8b(1b-2)，AAK1，p-AP2 μ2等蛋白表达变化。阐明HCN亚型1 、2 两种亚型的膜表达变化，GABAB 受体对其变化的调节。我们通过本项目研究，主要发现：1.2VO 模型组大鼠海马依耐性认知功能受损，在缺血早期（4周）海马CA1 区HCN2/HCN1膜表达比率发生改变，HCN1下调而HCN2上调，在缺血延迟期（6-12周）认知功能损伤主要伴有HCN2膜表达持续上调，可能是慢性脑低灌注所致海马突触传递功能障碍的病理机制之一。2. GABAB受体激动可通过对AAK1 和p-AP2 μ2 骨架蛋白的调控上调TRIP8b (1a-4)和TRIP8b (1b-2)的功能，恢复海马CA1 区HCN1 和HCN2 膜表达的平衡，改善认知功能。3.氟西汀可通过逆转持续慢性脑低灌所致的HCN2 膜表达的紊乱而改善认知功能损伤。结论：持续慢性脑低灌注可导致认知功能受损，其生物学机制可能与海马CA1神经元HCN2 膜表达的紊乱有关，海马中间抑制性GABA能神经可与HCN通过交叉对话进行调控，可能是治疗的新靶点。