STTT | 广州医科院校卢应梅/韩峰企业合作折射出BOD1介导IV/V叶到顶核环路通过活动技能

事件：2022-06-24 热点：

共济絮乱（Ataxia）是一个类以移动组织协形象不正常为主导要特证的中枢呼吸系统重大疾病，临床药学具体表现其中包括步态不稳定、失去了均衡、吞咽麻烦麻烦、眼珠移动越来越、肌拉伸应变伤害等。小脑基本功能心里障碍是致使共济絮乱引发的为重要可致关键因素中的一种。

浦肯野受损细胞（Purkinje cell, PC）是小脑牛皮中关键的GABA能脑面中枢神经元，也算起小脑牛皮释放的仅仅才可以被爆料想法的脑面中枢神经元。学习发觉，小脑浦肯野脑面中枢神经元性变参予共济失常症的出现发展前景环节。或许，参予共济失常症的特情人投映环路和自身的疾病体制仍不非常清楚。

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+）失常在共济减退的发生转型的过程中的原子核制度化。为探究杜绝共济减退等相关联动作系统性症状的中枢神经国家宏观调控具体方法及临床研究疗法的原子核中药靶点开发建设能提供了强坚实的基本原则。

后果

小脑IV/V叶浦肯野肿瘤细胞到FN CaMKIIα阳性反应中枢神经元的存在单突触映射

小脑顶核（Fastigial Nucleus，FN）可按照得到小脑皮料投到或散发神经末梢仟维至脑袋不一地区在融洽锻炼中挥发要点的作用。体系结构此，调查者推动病毒是什么示踪技艺和纺织染料示踪技艺明确责任小脑叶与FN内的投到相互影响。

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互相的突触相连，研究分析者将AAV-CaMKIIα-EGFP打L7-Cre鼠FN，AAV-DIO-ChR2-mCherry打IV/V叶。膜片钳记录卡屏幕上显示，光遗传基因成功激活IV/V叶到FN的投到末梢可影响FN CaMKIIα弱阳精神元引发加重性克制性突触后电压电流（evoked inhibitory postsynaptic currents, eIPSCs），显示了小脑IV/V叶与FN CaMKIIα弱阳精神元普遍存在单突触投到（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

为实验IV/V叶—FN环路在锻炼重要性习惯中的反应，实验者在L7-Cre鼠IV/V叶打瘦脸针AAV-DIO-eNpHR3.0-mCherry病毒是什么，对脑片通过全组织组织结构片钳記錄会发现，光基因隐性基因性抑止性减小了IV/V叶浦肯野组织组织的电流传输率（图2a-e）。除外，许多习惯学效果显视，光基因隐性基因性抑止性IV/V叶在FN的投影后部可可能会生成小鼠共济减退样习惯（图2h-k）。同時，作著依托于无机化学基因隐性基因性学方法进那步认可了特异形抑止性IV/V叶浦肯野组织组织，可生成FN CaMKIIα抗体阳性精神元过于刺激启动，导致伤害小鼠锻炼调节性能，生成共济减退样习惯。

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叶浦肯野上皮细胞BOD1异常可以至于共济紊乱

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）。

接了来，我们整合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

进的一步，论述者利用AAV的载体攜帶浦肯野组织受损细胞膜炎症因子聊天开启子（AAV-L7-Cre-EGFP）要求性在小脑IV/V叶浦肯野组织受损细胞膜敲除BOD1，知道下降IV/V叶中BOD1的理解，可减少浦肯野组织受损细胞膜激动性，促使小鼠表現出运动健身涉及犯罪行为障碍性（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

实验结论

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。

长沙医科二本大专医药基地刘秀秀博士后为该论文题目的一号小说家，长沙医科二本大专根基医美院卢应梅院士和医药基地韩峰授为联合通信网络小说家。

银河集团官网怪物运气好为科学有效教育者作为浦肯野受损细胞（L7）特女性朋友再启动子、光显性基因、化工显性基因学、Cre等AAV病原体质粒载体，力助神经系统科学有效科学有效钻研！

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