背景和目的脆性X综合征(FXS)是一种由于Fmr1基因突变引起FMRP缺失而导致的一类遗传性智力障碍疾病。大量研究表明在FXS中星形胶质细胞内FMRP的表达缺失影响神经元的发育。Fmr1基因敲除(KO)小鼠的星形胶质细胞影响神经元树突发育,但是星形胶质细胞释放何种毒性因子及如何影响神经元发育仍不清楚。方法1.原代培养WT与Fmr1 KO小鼠皮层的星形胶质细胞,经纯化鉴定后,收集星形胶质细胞条件培养液(astrocytic conditioned medium,ACM),用以培养神经元。2.免疫荧光染色观察WT或KO ACM对神经元树突生长发育情况的影响。3.高效液相色谱(HPLC)测定WT或KO ACM中兴奋性和抑制性神经递质的水平。4.免疫印迹法检测WT或KO ACM对神经元突触相关蛋白的表达水平,以及星形胶质细胞中与谷氨酸和GABA合成相关的酶的表达水平。5.离体培养细胞给予氨己烯酸(VGB)后,免疫印迹法检测星形胶质细胞GABA-T的表达水平,HPLC检测谷氨酸和GABA的释放水平。6.在体动物行为学方法检测口服给予VGB对Fmr1 KO小鼠的过度活跃症状和学习记忆能力的改善作用。结果1.免疫荧光染色结果显示,相比于WT组,KO ACM培养神经元发现其树突分支及树突长度均减少,复杂性降低。2.高效液相色谱(HPLC)结果显示Fmr1 KO ACM的谷氨酸明显增多,而GABA的含量明显降低。3.染色结果显示向WT ACM中外源性加入谷氨酸培养神经元,引起神经元形态异常,类似于KO ACM培养的神经元,而且突触相关蛋白PSD95,MAP2及GluR1的表达随谷氨酸的加入越多降低越明显。4.星形胶质细胞中合成谷氨酸的酶有谷氨酰胺酶,GABA-T,其表达增多引起细胞间隙谷氨酸含量增加,而MAOB的表达降低导致GABA的合成减少,加重细胞间隙谷氨酸和GABA的释放不平衡,脑片染色显示相关酶的表达与离体细胞中的表达变化一致。5.VGB抑制星形胶质细胞GABA-T的表达水平,降低谷氨酸/GABA的释放比率,改善谷氨酸和GABA的释放不平衡。6.VGB改善Fmr1 KO小鼠的过度活跃症状,增强其学习记忆能力。结论本课题研究结果表明,FXS星形胶质细胞中GABA-T和谷氨酰胺酶表达过量、MAOB表达减少影响神经递质谷氨酸和GABA生成,进而影响神经元的树突发育。选用VGB可改善Fmr1 KO小鼠星形胶质细胞谷氨酸和GABA的异常释放,维持神经元树突的正常发育,缓解Fmr1 KO小鼠异常行为。