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第一部分、海马区AMPA受体棕榈酰化修饰异常在慢性社会挫败应激所致小鼠抑郁样行为中的作用 目的:谷氨酸能系统在重度抑郁症(major depressive disorder,MDD)等心境障碍(mood disorders)疾病的病理生理及其治疗过程中扮演重要的角色。α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异噁唑丙酸(α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid receptor,AMPA)受体在抑郁症病理生理过程中起到关键性作用。S-棕榈酰化(S-palmitoylation,简称为棕榈酰化)是一种可逆的翻译后修饰,通过影响AMPA受体的细胞膜稳定性,从而调节AMPA受体功能。但AMPA受体棕榈酰化修饰程度的改变和抑郁症发病之间的关系尚不清楚。因此,我们研究了AMPA受体棕榈酰化修饰在慢性社会挫败应激(chronic social defeat stress,CSDS)所致小鼠抑郁样行为中的作用。 方法:CSDS建立小鼠抑郁模型;社会接触测试和糖水偏好测试评价小鼠抑郁样行为,筛选出抑郁敏感小鼠;BS3膜受体交联技术提取海马脑区GluA1-4、GluN2A及GluN2B膜蛋白;酰基生物素交换(acyl-biotinyl exchange,ABE)技术提取GluA1、GluA2、GluN2A及GluN2B棕榈酰化蛋白;western blotting技术检测上述受体亚基蛋白表达水平;定量-聚合酶链式反应(quantity polymerase chain reaction,Q-PCR)技术检测小鼠海马脑区棕榈酰基转移酶(palmitoyl acyl transferases,PATs)及棕榈酰蛋白硫酯酶(palmitoyl protein thioesterases,PPTs)的mRNA水平。 结果:(1)与正常对照组相比,抑郁敏感组小鼠海马中GluA1(63.16±3.20%of control,n=10-11,p<0.01 vs control)、GluA2(79.31±6.38%of control,n=12,p<0.05 vs control)膜蛋白表达水平显著下降,但GluA3和GluA4膜蛋白表达水平及GluA1-4的总蛋白表达水平均无统计学差异。抑郁敏感组小鼠海马脑区GluN2A(125.87±9.15%of control,n=6-7,p<0.05 vs control)膜蛋白表达水平显著升高,但GluN2B膜蛋白、GluN2A和GluN2B总蛋白表达水平均无统计学差异。(2)抑郁敏感组小鼠海马脑区棕榈酰化总水平显著增高;AMPA受体亚基GluA1(152.28±16.49%of control,n=6-10,p<0.05 vs control)和GluA2(141.21±8.02%of control,n=6-10,p<0.01 vs control)棕榈酰化水平亦显著增高;但GluN2A、GluN2B棕榈酰化水平均无统计学差异。 结论:海马区AMPA受体棕榈酰化水平增加所致的GluA1、GluA2膜表达水平下降在CSDS引起的小鼠抑郁样行为中起重要作用。 第二部分、调节AMPA受体棕榈酰化水平对小鼠抑郁样行为的影响 目的:棕榈酰化稳态受到PATs和PPTs的精细调节,其中DHHC3可特异性负性调控AMPA受体从高尔基体到细胞膜的动态转运过程。我们应用不可逆的非选择性 PATs抑制剂2-溴十六烷酸(2?bromopalmitate,2-BP)和DHHC3 shRNA慢病毒,研究调控AMPA受体棕榈酰化修饰,对CSDS所致小鼠抑郁样行为的作用。 方法:CSDS建立小鼠抑郁模型;社会接触和糖水偏好测试评价小鼠抑郁样行为,筛选出抑郁敏感小鼠;脑区置管给药技术向小鼠海马CA1脑区给予2-BP、NtBuHA;通过基因沉默技术,沉默小鼠海马 CA1脑区 DHHC3;BS3膜受体交联技术提取小鼠海马脑区 GluA1和GluA2膜蛋白;ABE技术提取GluA1和GluA2棕榈酰化水平;western blotting技术检测了上述受体亚基蛋白表达水平。 结果:(1)CA1脑区注射0.6 mM2-BP(1.0μl/side),24 h后抑郁敏感组小鼠的抑郁样行为显著减轻,其社会接触比率升高(susceptible+DMSO:0.30±0.12,n=15,susceptible+2-BP:1.99±0.18,n=16,p<0.01)、糖水偏好比率升高(susceptible+DMSO:30.90±5.21%,n=10,susceptible+2-BP:72.83±4.58%,n=17,p<0.01);海马脑区AMPA受体亚基GluA1(susceptible+DMSO:56.85±5.94%,n=11,susceptible+2-BP:100.55±4.85%,n=8,p<0.01)、GluA2(susceptible+DMSO:73.16±2.77%,n=6,susceptible+2-BP:106.71±3.49%,n=11,p<0.01)膜蛋白表达水平均显著增加,总蛋白表达水平不受影响。(2)与阴性对照病毒(control shRNA)组相比,小鼠海马CA1脑区注射DHHC3 shRNA显著抑制DHHC3蛋白表达水平,并逆转抑郁敏感组小鼠抑郁样行为,其社会接触比率升高(susceptible+control shRNA:0.36±0.086,n=11,susceptible+DHHC3 shRNA:1.56±0.14,n=11,p<0.01),糖水偏好比率升高(susceptible+control shRNA:36.06±5.63%,n=11,susceptible+DHHC3 shRNA:79.15±1.66%,n=11,p<0.01);DHHC3 shRNA显著增加抑郁敏感组小鼠海马脑区 GluA1(susceptible+control shRNA:81.22±3.00%,n=8,susceptible+DHHC3 shRNA:103.56±1.80%,n=9,p<0.01)、GluA2(susceptible+control shRNA:83.04±3.72%,n=7,susceptible+DHHC3 shRNA:97.26±1.68%,n=9,p<0.01)膜蛋白表达水平,但不影响GluA1、GluA2总蛋白表达水平。 结论:2-BP、DHHC3 shRNA通过下调AMPA受体棕榈酰化水平,增加抑郁敏感小鼠海马中AMPA受体膜蛋白表达水平,从而逆转CSDS所致的小鼠抑郁样行为。