神经调节蛋白1下游调控奥氮平抗精神分裂症样线粒体损伤miRNA发现

发布时间：2022-02-19 07:18

　　目的:精神分裂症是一种复杂的大脑功能紊乱疾病,总体发病率接近1%。大量研究表明中枢神经细胞神经递质调节紊乱、遗传基因突变所致神经发育异常、神经细胞能量代谢障碍等因素与精神分裂症发生密切相关。线粒体作为调控神经细胞能量代谢重要细胞器,在神经递质合成释放、神经干细胞分化发育等重要环节都具有重要作用。本课题组离体试验研究首次发现第二代非典型抗精神分裂症药物奥氮平在神经调节蛋白1（NRG1）介导下对精神分裂症样线粒体功能障碍具有显著治疗作用。为从整体动物水平验证奥氮平以上线粒体保护作用与NRG1的关系,并进一步探索下游调控机制开展了本研究。方法:在第一部分研究中,本组采用CRISPR/Cas 9技术构建了NRG1整体敲除（NRG1 KO）小鼠模型,分别采用qRT-PCR、Western Blot和免疫组化法验证了脑内NRG1表达水平;设立野生型组（WT）、MK801组、NRG1 KO组、NRG1 KO+Olanzapine组,分别采用旷场实验检测小鼠自发活动、前脉冲抑制（PPI）法检测感觉门控功能、社交实验检测小鼠社交能力、Morris水迷宫检测小鼠学习记忆能力对小鼠行为学进行评价;使用透射电... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
英文缩略词中英文注释表
第一章 引言
    1.1 精神分裂症概述
        1.1.1 精神分裂症的发病机制研究进展
        1.1.2 精神分裂症的诊断与治疗
    1.2 精神分裂症与线粒体研究进展
        1.2.1 线粒体与精神分裂症的发病机制研究
            1.2.1.1 线粒体超微结构改变与精神分裂症的风险
            1.2.1.2 线粒体氧化磷酸化与精神分裂症
            1.2.1.3 mtDNA变异与精神分裂症风险
            1.2.1.4 线粒体与精神分裂症易感基因之间的功能相互作用
        1.2.2 线粒体参与精神分裂症药效学研究
    1.3 NRG1 突变与精神分裂症的发生与发展
        1.3.1 NRG1 蛋白的结构和下游信号通路
        1.3.2 精神分裂症患者NRG1-ErbB4 信号的病理改变
        1.3.3 NRG1-ErbB4 的转基因精神分裂症模型的研究
        1.3.4 抗精神病治疗对NRG1-ErbB4 信号转导的影响
    1.4 miRNA在精神分裂症中的研究进展
    1.5 本课题组前期研究基础
    1.6 本课题研究思路
第二章 奥氮平对NRG1敲除小鼠精神分裂症样行为异常与线粒体功能紊乱无效
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验动物
        2.1.2 药品与试剂
        2.1.3 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 动物分组与给药
        2.2.2 qRT-PCR检测小鼠脑组织mRNA水平
        2.2.3 Western blot检测小鼠脑蛋白表达水平
        2.2.4 免疫组化检测小鼠脑内蛋白水平
        2.2.5 旷场实验检测小鼠自发活动
        2.2.6 前脉冲抑制(PPI)法检测感觉门控功能
        2.2.7 社交实验检测小鼠社交能力
        2.2.8 Morris水迷宫检测小鼠学习记忆能力
        2.2.10 透射电镜观察小鼠大脑线粒体超微结构
        2.2.11 Ca~(2+)诱导法检测小鼠脑线粒体肿胀
        2.2.12 统计学分析
    2.3 实验结果
        2.3.1 基因工程小鼠模型NRG1 mRNA与蛋白表达明显降低
        2.3.2 NRG1 KO会导致小鼠出现精神分裂症样行为异常
        2.3.3 NRG1 KO不会导致小鼠学习记忆能力受损
        2.3.4 奥氮平无法有效逆转NRG1KO导致的小鼠精神分裂症样行为异常
        2.3.5 NRG1 KO会导致小鼠脑内线粒体超微结构的改变
        2.3.6 奥氮平无法有效逆转NRG1KO导致的小鼠脑内线粒体超微结构的改变
        2.3.7 NRG1 KO会导致小鼠脑线粒体肿胀
        2.3.8 奥氮平无法有效逆转NRG1 KO导致的小鼠脑线粒体肿胀
    2.4 本章小结
第三章 miR-143-3p是 NRG1 通路下游参与奥氮发挥抗精分样线粒体损伤的靶点之一
    3.1 实验材料
        3.1.1 细胞株
        3.1.2 药品与试剂
        3.1.3 实验仪器
    3.2 实验方法
        3.2.1 miRNA-seq技术筛选NRG1 KO小鼠脑组织中表达敏感miRNA分子群
        3.2.2 SH-SY5Y细胞培养
        3.2.3 大鼠皮层原代神经元细胞的培养
        3.2.4 qRT-PCR检测NRG1和miR-143-3p表达水平
        3.2.5 MTT法检测细胞活性
        3.2.6 建立miR-143-3p mimic和 miR-143-3p inhibitor细胞模型
        3.2.7 MitoSOX Red探针法检测线粒体ROS水平
        3.2.8 JC-1 染色检测线粒体膜电位
        3.2.9 Western blot检测细胞相关蛋白表达水平
        3.2.10 统计分析
    3.3 实验结果
        3.3.1 WT& NRG1 KO小鼠脑组织miRNA测序
        3.3.2 NRG1 KO小鼠脑组织miR-143-3p表达量降低
        3.3.3 NRG1 KD细胞中miR-143-3p表达量降低
        3.3.4 奥氮平细胞水平药物安全浓度探索
        3.3.5 奥氮平诱导SH-SY5Y细胞miR-143-3p水平升高
        3.3.6 miR-143-3p低表达会导致的细胞线粒体ROS水平升高
        3.3.7 奥氮平可以抑制miR-143-3p低表达导致的细胞线粒体ROS水平升高
        3.3.8 miR-143-3p低表达会导致的细胞线粒体膜电位水平降低
        3.3.9 奥氮平可以抑制miR-143-3p低表达导致的细胞线粒体膜电位水平降低
    3.4 本章小结
第四章 miR-143-3p靶向CKMT调控奥氮平对精分样线粒体功能异常的药效
    4.1 实验材料
        4.1.1 细胞株
        4.1.2 药品与试剂
        4.1.3 实验仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 细胞的培养与分组
        4.2.2 转录组测序检测miR-143-3p过表达细胞敏感mRNA分子群
        4.2.3 qRT-PCR检测细胞CKMT和 miR-143-3p表达水平
        4.2.4 Western blot检测细胞CKMT水平
        4.2.5 免疫染色检测细胞CKMT表达水平
        4.2.6 双荧光素酶报告探针检测miR-143-3p靶基因
        4.2.7 统计分析
    4.3 实验结果
        4.3.1 miR-143-3p过表达神经细胞敏感mRNA分子群
        4.3.2 miR-143-3p与 CKMT1B在细胞中mRNA水平负相关
        4.3.3 miR-143-3p与 PAPPA在细胞中mRNA水平无明显相关性
        4.3.4 双荧光素酶报告探针验证CKMT1B为 miR-143-3p靶基因
        4.3.5 奥氮平可以降低miR-143-3p inhibitor所导致的CKMT1B细胞蛋白水平升高
    4.4 本章小结
第五章 讨论
    5.1 NRG1 是参与奥氮平改善精神分裂症样线粒体损伤作用的重要基因
    5.2 miR-143-3p是 NRG1 下游评价奥氮平对精分样线粒体功能异常的药效的重要靶点之一
    5.3 CKMT1B可能是miR-143-3p下游参与奥氮平抗精神分裂症样线粒体损伤作用的靶基因
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
硕士期间发表学术论文及参与课题情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]重性精神疾病管理治疗项目在精神分裂症防治中的价值研究[J]. 艾春启,陈生梅.  中国民康医学. 2013(22)



本文编号：3632482