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调控海马神经元中CDC42蛋白活性对小鼠记忆和焦虑行为影响的研究

邹超杰 唐义凯 杜书文 程宇琪

邹超杰, 唐义凯, 杜书文, 程宇琪. 调控海马神经元中CDC42蛋白活性对小鼠记忆和焦虑行为影响的研究[J]. 昆明医科大学学报, 2022, 43(11): 1-8. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20221105
引用本文: 邹超杰, 唐义凯, 杜书文, 程宇琪. 调控海马神经元中CDC42蛋白活性对小鼠记忆和焦虑行为影响的研究[J]. 昆明医科大学学报, 2022, 43(11): 1-8. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20221105
Chaojie ZOU, Yikai TANG, Shuwen DU, Yuqi CHENG. Effects of Modulation of CDC42 Activity in Hippocampal Neurons on Memory and Anxiety Behaviors of Mice[J]. Journal of Kunming Medical University, 2022, 43(11): 1-8. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20221105
Citation: Chaojie ZOU, Yikai TANG, Shuwen DU, Yuqi CHENG. Effects of Modulation of CDC42 Activity in Hippocampal Neurons on Memory and Anxiety Behaviors of Mice[J]. Journal of Kunming Medical University, 2022, 43(11): 1-8. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20221105

调控海马神经元中CDC42蛋白活性对小鼠记忆和焦虑行为影响的研究

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20221105
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(82060259)
详细信息
    作者简介:

    邹超杰(1988~),男,云南昆明人,硕士,主治医师,主要从事精神分裂症、抑郁障碍的影像学及免疫方面研究工作

    通讯作者:

    程宇琪,E-mail:yuqicheng@126.com

  • 中图分类号: R749.3

Effects of Modulation of CDC42 Activity in Hippocampal Neurons on Memory and Anxiety Behaviors of Mice

  • 摘要:   目的  建立动物模型研究海马神经元中细胞分裂周期蛋白42(Cell division cycle 42, CDC42)和认知缺陷之间的关系。  方法  包装携带CDC42突变体基因的腺病毒,通过显微注射操作使病毒感染健康小鼠海马脑区的兴奋性神经元,检测多种行为学范式下小鼠的认知表型。  结果  腺病毒能特异性的增强或降低CDC42蛋白在海马区兴奋性神经元的表达活性。CDC42蛋白活性的升高能促进小鼠24 h和96 h条件恐惧记忆的遗忘,同时能使小鼠表现出明显的焦虑行为。而抑制CDC42蛋白活性能促进条件恐惧记忆的维持。但是改变海马区CDC42蛋白活性不会影响小鼠的社交行为(P > 0.05)。  结论  海马区CDC42蛋白活性的改变能够影响小鼠的条件恐惧记忆及焦虑行为,揭示了CDC42蛋白与认知缺陷表型有着密切的联系。这一调控模型可能为精神分裂症等相关精神疾病研究模型的建立提供新的方法和思路,而CDC42有望成为治疗精神疾病记忆损伤或焦虑的一个新的分子靶点。
  • 图  1  AAV-CaMKII-CDC42-GFP特异性地操纵海马区CDC42蛋白的活性

    A:CDC42-AAV病毒载体构建示意图及立体定位注射示意图。CDC42-DN:CDC42负显性失活突变体;CDC42-CA:CDC42持续激活突变体;B:AAV病毒载体荧光信号在海马中表达;C:Western blot结果显示CDC42-DN能降低海马区CDC42蛋白的表达活性,而CDC42-CA能增强海马区CDC42蛋白的表达活性。

    Figure  1.  AAV-CaMKII-CDC42-GFP specifically regulated CDC42 activity in hippocampal neurons.

    图  2  只有激活海马区CDC42蛋白活性使小鼠产生焦虑的行为表型

    A:激活海马区CDC42蛋白活性能使小鼠延长在边缘区的运动距离,而抑制CDC42对小鼠的运动距离没有显著性的影响;B:激活海马区CDC42蛋白活性的小鼠在40 min后在边缘区域仍保持较高的运动速度;C:50 min后,激活海马区CDC42蛋白活性的小鼠在中央区域的探索时间显著低于对照组。

    Figure  2.  Only activation of CDC42 activity in hippocampal neurons produced an anxiety-like behavior in mice

    图  3  CDC42活性变化不影响小鼠的学习能力且新环境对恐惧记忆的表现无影响

    A:小鼠进行恐惧记忆学习的训练模式示意图,训练结束后在原训练箱中马上测试(绿色)及马上放入新环境(context)中测试(红色);B:训练结束后,各组小鼠的学习能力无差异(绿色);C:新环境对各组实验小鼠的恐惧记忆无显著性地影响(红色)。绿色和红色框表示不同的环境。

    Figure  3.  CDC42 activity regulation did not affect the learning and the new environment did not affect the performance of fear memory in mice

    图  4  调控海马区神经元CDC42蛋白活性双向影响小鼠的条件恐惧记忆

    A:小鼠进行条件恐惧记忆的训练模式示意图;B和C:激活海马区CDC42蛋白的活性能促进小鼠24 h痕迹恐惧记忆和96 h环境恐惧记忆的遗忘,而抑制海马区CDC42的活性能促进小鼠恐惧记忆的维持。

    Figure  4.  Regulation of CDC42 activity in hippocampal neurons bidirectionally affected fear conditioning memory

    图  5  调控海马神经元中CDC42蛋白的活性不影响小鼠社交记忆

    A:小鼠社交行为范式示意图。训练阶段(A左图):实验小鼠(白色)放入箱中后和第一只陌生小鼠(黄色,被限制活动区域)进行10 min的自由探索;测试阶段:24 h后,往箱中放入熟悉小鼠(黄色)和第二只陌生小鼠(蓝色),更换熟悉小鼠的位置避免小鼠空间记忆对本实验结果的影响,放入实验小鼠检测其对另外两只小鼠的探索时间。B和C:CDC42-CA和CDC42-DN同正常小鼠相比,其社交记忆没有显著性差异。

    Figure  5.  Regulation of CDC42 activity in hippocampal neurons had no effect on social memory of mice

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-15
  • 网络出版日期:  2022-10-19
  • 刊出日期:  2022-11-14

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