STTT | 沈阳医科专科大学卢应梅/韩峰协作反映BOD1介导IV/V叶到顶核环路通过活动性能

用时：2022-06-24 搜索指数：

共济絮乱（Ataxia）不是类以体育运行协调机制性絮乱主要特征英文的中枢中枢神经系统的病，监床表面主要包括步态不正、没有均衡、下咽难度、青睐体育运行出现异常、肌拉力退化等。小脑功能模块问题是以至于共济絮乱再次发生的主要发病缘由的一种。

浦肯野肿瘤细胞（Purkinje cell, PC）是小脑质感中主要的GABA能感觉精神元，也是小脑质感发出信号的独一是可以被传出太急的感觉精神元。探讨看到，小脑浦肯野感觉精神元转性进入共济障碍的出现发展壮大工作。既使，进入共济障碍的炎症因子朋友投到环路简述自身的病检制度仍不模糊不清。

2022年6月1日，南京医科大学基础医学院卢应梅教授课题组与药学院韩峰教授课题组合作在Signal Transduction and Targeted Therapy杂志在线发表最新研究论文“BOD1 regulates the cerebellar IV/V lobe-fastigial nucleus circuit associated with motor coordination”。此项研究首次报道了小脑IV/V叶到小脑顶核（Fastigial Nucleus，FN）投射环路异常是导致共济失调发生的重要病因之一，揭示了基于BOD1相关信号通路所导致的小脑IV/V叶浦肯野神经元至其下游投射的小脑顶核谷氨酸能神经元环路（IV/V lobe^PCs—FN^CaMKIIα+）失败在共济功能紊乱遭受的发展整个过程中的碳原子体系。为经历可以防止感染共济功能紊乱等对应运作软件系统慢性病的脑神经改善机制及临床药理医疗的碳原子治疗药物靶点搭建供应了强强力的合理性。

成果

小脑IV/V叶浦肯野肿瘤细胞到FN CaMKIIα弱阳运动神经元存在的单突触投到

小脑顶核（Fastigial Nucleus，FN）可根据吸收小脑皮沙发投到或传出去感觉神经黏胶纤维至脑细胞有所差异板块在相互配合活动中树立重中之重影响。由于此，探究者指明方向病毒有哪些示踪系统和颜料示踪系统清晰小脑叶与FN当中的投到社会关系。

首先，作者将红色逆行示踪染料注射至WT小鼠FN，7天后发现，小脑IV/V叶到FN有投射通路（图1a）。随后，将顺行示踪病毒AAV-DIO-EGFP注射L7-Cre鼠（特异性在浦肯野细胞表达Cre）小脑IV/V叶，发现小脑IV/V叶浦肯野细胞（Purkinje cell, PC）到FN CaMKIIα阳性神经元之间的特异性投射（图1b-e）。进一步，作者借助逆行示踪病毒证实了IV/V lobe^PCs—FN^CaMKIIα+投射通路（图1f-i）。

为定量分析IV/V叶到FN中的突触链接，钻研者将AAV-CaMKIIα-EGFP填充L7-Cre鼠FN，AAV-DIO-ChR2-mCherry填充IV/V叶。膜片钳记录好现示，光隐性基因缴活IV/V叶到FN的投映末梢可引起FN CaMKIIα阳型周围神经系统元行成促发性调节性突触后电压（evoked inhibitory postsynaptic currents, eIPSCs），提示信息了小脑IV/V叶与FN CaMKIIα阳型周围神经系统元长期存在单突触投映（图1j-m）。

图1 IV/V lobe^PCs—FN^Ca^MKIIα+投射通路

特异性抑制IV/V lobe^PCs—FN^CaMKIIα+投射通路可导致共济失调样行为

为研究探讨方案IV/V叶—FN环路在体育有氧运动相关的活动中的使用，研究探讨方案者在L7-Cre鼠IV/V叶打瘦脸针AAV-DIO-eNpHR3.0-mCherry病毒感染，对脑片进行全上皮面神经细胞膜片钳数据发觉，光显性基因压制性降底了IV/V叶浦肯野上皮面神经细胞的自放电浓度（图2a-e）。不但，多重活动学毕竟出现，光显性基因压制性IV/V叶在FN的投影末段可会致小鼠共济絮乱样活动（图2h-k）。而且，原作者凭借检查是否显性基因学技术性进两步验证通过了炎症因子朋友压制性IV/V叶浦肯野上皮面神经细胞，可致使FN CaMKIIα呈阳性面神经元神经太过紧绷促活，而问题小鼠体育有氧运动协调性实力，引发共济絮乱样活动。

图2 光遗传抑制IV/V lobe^PCs—FN^Ca^MKIIα+投射通路可导致共济失调样行为

IV/V叶浦肯野生殖细胞BOD1受损可导至共济絮乱

为探讨IV/V lobe^PCs—FN^CaMKIIα+投射功能异常的分子机制。研究人员通过转录组分析、GTEx（Genotype-Tissue Expression，基因型-组织表达）数据库和免疫荧光染色发现，BOD1在小脑浦肯野细胞中高表达（图3a-e）。

收起来，原作者融合L7-Cre; BOD1^f/f小鼠以确定特异性在浦肯野细胞中敲除BOD1基因对共济失调的影响。经多种行为学范式显示，L7-Cre; BOD1^f/f小鼠出现共济失调样表型（图3f-m）。

图3 特异性敲除浦肯野细胞中BOD1可导致共济失调

进三步，研究探讨者借力AAV媒体随带浦肯野受损肿瘤细胞核特情人再启动子（AAV-L7-Cre-EGFP）环境性在小脑IV/V叶浦肯野受损肿瘤细胞核敲除BOD1，看见调整IV/V叶中BOD1的表达出来，可减低浦肯野受损肿瘤细胞核兴奋感性，产生小鼠表面出运转涉及到个人行为障碍性（图4a-k）。

基于上述发现，研究人员分别在L7-Cre鼠和L7-Cre; BOD1^f/f小鼠IV/V叶注射AAV-DIO-hM3Dq-mCherry病毒，借助化学遗传学技术激活浦肯野细胞，发现经CNO药物处理后，可改善由BOD1缺陷导致的小鼠共济失调样行为（图4l-p）。这些结果提示了，BOD1缺失影响小脑IV/V叶浦肯野细胞活性，导致IV/V lobe^PCs—FN^CaMKIIα+投射功能异常，进而诱发小鼠共济失调样行为。

图4 BOD1调控IV/V lobe^PCs—FN^Ca^MKIIα+投射环路

BOD1相关信号通路介导IV/V lobe^PCs—FN^CaMKIIα+异常导致共济失调的分子机制

接下来，研究者借助稀疏标记病毒发现特异性敲除IV/V叶浦肯野神经元中BOD1可导致浦肯野细胞树突棘密度和树突分支明显降低。为研究其机制，作者分别在L7-Cre鼠和L7-Cre; BOD1^f/f小鼠IV/V叶注射AAV-L7-EGFP，借助流式分选结合单细胞转录组分析发现，BOD1通过调节树突和树突棘相关基因影响浦肯野细胞树突形态发生改变（图5）。

图5 BOD1通过调节树突和树突棘相关基因影响浦肯野细胞树突形态发生改变

最后，研究者将AAV-DIO-BOD1-mCherry注射于L7-Cre鼠和L7-Cre; BOD1^f/f小鼠IV/V叶，发现上调BOD1的表达可增加IV/V叶浦肯野细胞兴奋性，逆转FN CaMKIIα阳性神经元异常放电现象，改善浦肯野细胞树突形态和共济失调样行为（图6）。

综上，IV/V叶浦肯野细胞中BOD1缺失通过调节树突和树突棘相关基因导致树突棘密度和树突分支降低，进而引起其活性下降，并通过影响IV/V lobe^PCs—FN^CaMKIIα+投射环路，引起FN CaMKIIα阳性神经元异常放电，最终诱发共济失调发生。

图6 上调IV/V叶浦肯野细胞中BOD1的表达可改善小鼠共济失调样行为

结论怎么写

本文借助转基因小鼠、病毒示踪技术、膜片钳记录、光遗传学、化学遗传学、多种行为学范式、Cre-Loxp系统介导的条件性基因敲除、转录组分析等多种技术手段发现小脑IV/V叶浦肯野细胞中BOD1缺失可通过调节树突和树突棘相关基因导致树突棘密度和树突分支降低，进而引起其活性下降，并通过影响IV/V lobe^PCs—FN^CaMKIIα+投射环路，引起FN CaMKIIα阳性神经元异常放电，最终诱发共济失调发生。此项研究找到了一条特异性介导共济失调发生的神经环路，为探索预防相关疾病的神经调控手段及临床治疗的分子药物靶点开发提供了强有力的依据。

成都医科师范本科大学药理系刘秀秀搏士为该文的1、著者，成都医科师范本科大学条件医美院卢应梅硕士生导师和药理系韩峰授为共同体通讯设备著者。

银河集团官网海洋生物三生有幸为理论论述员出示浦肯野运动神经细胞（L7）特男人启动的子、光基因基因遗传规律、电化学基因基因遗传规律学、Cre等AAV细菌质粒载体，促动运动神经小学科学理论论述！

上一篇：【Cell Reports】细胞特异性研究揭示前岛叶皮层VIP中间神经元在适应性行为中的作用

下一篇：Sci Adv. | 阿尔兹海默症风险因子CLAM介导CP-AMPAR内吞机制双向调控突触可塑性

返回列表

STTT | 沈阳医科专科大学卢应梅/韩峰协作反映BOD1介导IV/V叶到顶核环路通过活动性能

咨询热线