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gephyrin:抑制性突触后蛋白网络的核心骨架蛋白

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神经损伤与功能重建 2018年第9期13卷 460-463页

作者：刘枝婷杨文琼湖北医药学院附属东风医院神经内科湖北十堰442008

gephyrin是中枢神经系统(CNS)抑制性突触后蛋白网络的核心骨架蛋白,具有参与抑制性突触形成、稳定抑制性突触受体、调节突触可塑性等作用。gephyrin翻译后修饰对gephyrin功能的正常发挥具有重要调节作用。gephyrin结构和功能异常与癫痫... 详细信息

gephyrin是中枢神经系统(CNS)抑制性突触后蛋白网络的核心骨架蛋白,具有参与抑制性突触形成、稳定抑制性突触受体、调节突触可塑性等作用。gephyrin翻译后修饰对gephyrin功能的正常发挥具有重要调节作用。gephyrin结构和功能异常与癫痫、精神分裂症等多种神经精神疾病的发生有关。

关键词： gephyrin γ-氨基丁酸甘氨酸突触受体神经系统疾病精神疾病

外周输入依赖的嗅球颗粒细胞的突触结构可塑性

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生物化学与生物物理进展 2014年第2期41卷 163-171页

作者：饶小平许智祥王莉徐富强中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049 武汉光电国家实验室生物医学光子学实验室武汉430074

活动依赖的突触结构可塑性是学习和记忆的基础.哺乳动物,尤其是啮齿类动物,具有高度发达的嗅觉系统和惊人的气味学习和记忆能力.本研究以CNGA2敲除而导致外周输入缺失的小鼠为模型,研究嗅球内活动依赖的突触结构可塑性.利用特异性的突... 详细信息

活动依赖的突触结构可塑性是学习和记忆的基础.哺乳动物,尤其是啮齿类动物,具有高度发达的嗅觉系统和惊人的气味学习和记忆能力.本研究以CNGA2敲除而导致外周输入缺失的小鼠为模型,研究嗅球内活动依赖的突触结构可塑性.利用特异性的突触前和突触后标记物,发现外周输入缺失减少了突触标记蛋白突触素(synaptophysin)和抑制性突触标记蛋白桥蛋白(gephyrin)在嗅球外网状层和颗粒细胞层中的表达;兴奋性突触标记蛋白囊泡谷氨酸转运蛋白1(VGluT1)的表达水平只在外网状层中有显著下降,而在颗粒细胞层中没有明显变化.进一步通过活体质粒电转标记嗅球颗粒细胞后发现,CNGA2敲除小鼠颗粒细胞上位于外网状层中的远端树突棘密度显著减小,而位于颗粒细胞层中的近端树突棘密度没有明显变化.这些结果表明颗粒细胞上的树-树突触具有对外周活动依赖的结构可塑性,而轴-树突触则无.

关键词：活动依赖的突触结构可塑性嗅球 CNGA2敲除 synaptophysin gephyrin VGluT1 颗粒细胞

Diazepam reduces synaptic GABA type areceptor availability via multiple trafficking mechanisms

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中国药理学与毒理学杂志 2017年第10期31卷 952-952页

作者： Joshua M LORENZ-GUERTIN Sabyasachi DAS Tija C JACOB Department of Pharmacology & Chemical Biology University of Pittsburgh

OBJECTIVE Investigate the effects of diazepam(DZP) on γ2 subunit containing GABA type A receptor(GABA A R) *** Immunofluorescence microscopy measured surface GABA A Rs and gephyrin in rat cortical neurons after 24 h exposure of 1.0 μmol·L^(-1) *** studies of mice injected with 10 mg·kg^(-1) DZP vs vehicle were assessed for γ2 subunit and total gephyrin cortical levels 12 h *** of the γ2 subunit was studied by immunoprecipitation after 12 h of 1.0 μmol·L^(-1) DZP exposure.A γ2 subunit encoding an N terminal fluorogen-activating peptide and pH-sensitive green fluorescent protein(γ2 pH FAP) measured lysosomal targeting of γ2 containing GABA A ***-gephyrin and γ2 pH FAP synaptic diffusion rates were examined using fluorescence recovery after photobleaching(FRAP).RESULTS Extrasynaptic levels of γ2 GABA A Rs decreased by 12.2%,while synaptic gephyrin S270 phosphorylation increased by 18.3% in DZP-treated neurons after 24 h compared to control(Pgephyrin were also reduced to 74.1% of control,while S270 phosphorylation was elevated by 25.2%(Pgephyrin levels,respectively(Pgephyrin and γ2 have increased mobility and turnover at synapses following *** DZP treatment decreases γ2 GABA A R levels and gephyrin scaffolding function after one day of exposure,which may contribute to the formation of DZP tolerance.

关键词： GABA type A receptor gephyrin trafficking diazepam

突触生成相关基因的DNA低羟甲基化在孕期1-硝基芘暴露诱发成年雄...

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作者：赵婷安徽医科大学

学位级别：硕士

目的硝基多环芳烃(nitrated polycyclic aromatic hydrocarbons,NPAHs)污染是全球性环境问题,这一问题在我国尤为严重。NPAHs包含多种有毒有害物质,对其关键组分毒作用机制研究是阐明NPAHs毒作用机制的关键。1-硝基芘(1-nitropyrene,1-... 详细信息

目的硝基多环芳烃(nitrated polycyclic aromatic hydrocarbons,NPAHs)污染是全球性环境问题,这一问题在我国尤为严重。NPAHs包含多种有毒有害物质,对其关键组分毒作用机制研究是阐明NPAHs毒作用机制的关键。1-硝基芘(1-nitropyrene,1-NP)是NPAHs关键组分的典型代表物质之一,课题组前期研究发现1-NP具有发育毒性。本课题拟研究孕期1-NP暴露对子代焦虑样行为的影响,探讨DNA低羟甲基化在孕期1-NP暴露诱发雄性子代焦虑样行为中的作用。本研究从干扰DNA羟甲基化修饰的角度阐明1-NP的神经发育毒性,并对NPAHs的控制提供毒理学依据。方法本研究采用ICR小鼠。小鼠在25℃和50%湿度的光照和黑暗环境中交替进行12h。动物实验由四个部分组成。实验一,探讨妊娠期1-NP暴露对成年雄性子代焦虑样行为的影响。将30只孕鼠随机分为三组,从GD0至GD17,孕鼠每天灌胃不同剂量的1-NP(0、10、100μg/kg)。所有孕鼠在GD18时自然分娩。在PND126时采用高架十字迷宫和旷场实验来评估成年雄性子代的焦虑样行为。行为学实验测试后,收集成年雄性子代海马组织进行尼氏染色、高尔基染色、免疫荧光染色和Western-blotting检测。实验二,评估孕期1-NP暴露对胎鼠大脑发育的影响。将18只孕鼠于GD0至GD17每日灌胃1-NP(0、10、100μg/kg)。所有孕鼠在GD18麻醉处死后取出胎仔,区分雄性胎仔并采集其海马组织进行Western-blotting检测。15只孕鼠从GD0至GD13每日灌胃不同剂量的1-NP(0、10、100μg/kg)。由于在GD14时海马不能被完全剥离出来,因此我们使用前脑代替海马。所有孕鼠在GD14麻醉处死后取出胎仔,采集胎仔前脑,进行RT-PCR、TET酶活性、α-KG和Cp G片段中的5hm C检测。实验三,研究α-酮戊二酸(α-ketoglutarate,α-KG)预处理对1-NP暴露诱导的胎鼠前脑发育损伤的影响。将20只孕鼠分为四组:对照组(Ctrl)、α-KG、1-NP、α-KG+1-NP。1-NP的灌胃剂量为100μg/kg。α-KG的灌胃剂量为2 g/kg。所有孕鼠的暴露时间均为GD0至GD13。取胎鼠前脑进行RT-PCR和Western-blotting检测。实验四,研究α-KG预处理对1-NP暴露诱导的焦虑样行为的保护作用。将30只孕鼠分为四组:Ctrl、α-KG、1-NP和α-KG+1-NP。1-NP的灌胃剂量为100μg/kg。α-KG的灌胃剂量为2 g/kg。所有孕鼠的暴露时间均为GD0至GD17并在GD18时自然分娩。在PND126时,检测成年雄性子代的焦虑样行为后,收集其海马组织进行免疫荧光染色、高尔基染色和Western-blotting检测。结果动物行为学实验结果显示,孕期暴露于1-NP的成年雄性子代中表现出了焦虑样行为。高尔基染色结果分析孕期1-NP暴露降低了成年雄性子代的腹侧海马的树突分支数、树突长度和树突棘密度;检测抑制性突触标记物gephyrin的表达,结果表明在胎脑和成年雄性子代海马中其表达水平均显著降低;同时,检测了gephyrin相关基因Nrg1和Erb B4的m RNA表达水平,结果显示其在1-NP暴露的胎鼠前脑中显著降低。进一步检测胎鼠前脑5hmc水平,结果显示在1-NP暴露的胎鼠前脑中,Nrg1基因2个Cp G位点(32008909和32009239)和Erb B4基因3个Cp G位点(69107743、69107866和69107899)的5hm C含量降低。为进一步探讨机制研究,研究结果表明在1-NP暴露的胎鼠前脑中,TET酶活性和α-KG含量均显著降低。通过补充α-KG来证实其在上述实验中的作用,结果显示补充α-KG可以减轻1-NP暴露诱导的gephyrin相关基因的下调,有效地缓解成年雄性子代海马突触损伤,并改善成年雄性仔鼠的焦虑样行为。这些结果表明,生命早期暴露于1-NP通过干扰海马突触可塑性的表观遗传重编程从而导致成年雄性子代的焦虑样行为。结论综上所述,本研究探讨了孕期1-NP暴露诱发成年雄性子代焦虑样行为的影响和机制作用。实验结果表明,孕期1-NP暴露损害了成年雄性子代腹侧海马的树突复杂性;孕期1-NP暴露改变了胎儿前脑中抑制性突触生成相关基因的表观遗传重编程。此外,α-KG预处理减轻了1-NP暴露诱导的抑制性突触生成相关基因的表达下调、海马突触损伤和焦虑样行为。这些结果表明,生命早期不良因素暴露通过干扰表观遗传重编程从而导致成年生活中的情感障碍。

关键词： 1-硝基芘焦虑样行为 gephyrin 突触可塑性 DNA羟甲基化

棕榈酰基转移酶DHHC12介导地西泮抗焦虑作用及其机制

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中国药理学与毒理学杂志 2018年第9期32卷 733-733页

作者：吴鹏飞沈祖成王芳陈建国华中科技大学同济医学院基础医学院药理学系湖北武汉430030 药物靶点研究与药效学评价湖北省重点实验室湖北武汉430030

目的蛋白质棕榈酰化修饰是一种广泛存在并唯一可逆的翻译后脂质共价修饰,通过增加蛋白质的亲脂性及疏水性、调节蛋白质的功能。棕榈酰化修饰受棕榈酰基转移酶家族催化调节。DHHC12(aspartate-histidine-histidine-cysteine 12)是一种和... 详细信息

目的蛋白质棕榈酰化修饰是一种广泛存在并唯一可逆的翻译后脂质共价修饰,通过增加蛋白质的亲脂性及疏水性、调节蛋白质的功能。棕榈酰化修饰受棕榈酰基转移酶家族催化调节。DHHC12(aspartate-histidine-histidine-cysteine 12)是一种和脑内抑制性突触功能密切相关的棕榈酰基转移酶。本研究探索DHHC12在焦虑症发生和地西泮抗焦虑效应中的作用,并研究其机制。方法Western蛋白质印迹法,qPCR,高架十字迷宫,ABE法检测棕榈酰化修饰,旷场检测,脑片膜片钳,慢病毒介导shRNA沉默,腺相关病毒介导基因过表达。结果 (1)无论是在天然焦虑样大鼠还是慢性皮质酮暴露诱导的大鼠焦虑模型中,基底杏仁核脑区(BLA)的棕榈酰化信号都出现明显的下调。(2)qRT-PCR检测BLA区所有的棕榈酰基转移酶发现,只有DHHC12的mRNA水平在高焦虑鼠中明显降低;进一步通过Western蛋白质印迹法研究发现,BLA区DHHC12蛋白水平在高焦虑鼠和皮质酮诱导焦虑模型中也均显著下降。(3)通过携带有DHHC12-shRNA的慢病毒沉默BLA区的DHHC12发现,下调DHHC12表达会增加大鼠的焦虑样行为。(4)通过AAV-DHHC12过表达DHHC12到BLA区,产生明显的抗焦虑样作用。(5)过表达DHHC12引起其靶蛋白gephyrin的棕榈酰化水平明显升高,并显著增加突触后mIPSCs的幅度。(6)ABE法检测结果表明,在天然焦虑样大鼠和慢性皮质酮暴露诱导的大鼠焦虑模型中,BLA区gephyrin棕榈酰化及其和GABA受体的相互作用都明显减少,使用小肽模拟这种变化会引起焦虑样行为。(7)腹腔注射地西泮显著升高BLA区gephyrin的棕榈酰化水平,并激活DHHC12的自身棕榈酰化活性。(8)通过携带有DHHC12-shRNA的慢病毒沉默BLA区的DHHC12,可阻断腹腔注射地西泮引起的抗焦虑效应。结论 DHHC12在地西泮的抗焦虑效应中可能扮演了重要角色,其主要机制可能是地西泮通过增加突触后GABAAR活性,激活DHHC12自身棕榈酰化的"乒乓机制",从而增加其下游底物桥gephyrin的棕榈酰化,最终增加GABAAR的膜表达和突触后募集,参与其抗焦虑作用。

关键词： DHHC12 gephyrin 焦虑地西泮棕榈酰化