韩峰团队揭示调控焦虑行为的新机制

发布者:pic发布时间:2019-04-16浏览次数:834


    焦虑障碍(Anxiety disorders),是最常见的神经精神疾病。针对我国人群的流行病学调查显示,焦虑障碍的患病率达5.6%。目前普遍认为,焦虑的发生与个体生物学特征和社会心理因素有关,但具体机制并未阐明。


    2019年3月18日,南京医科大学药学院韩峰教授课题组与基础医学院卢应梅教授、浙江大学药学院陈忠教授合作在Molecular Psychiatry在线发表了题为Functional coupling of Tmem74 and HCN1 channels regulates anxiety-like behavior in BLA neurons的研究论文。该研究基于临床焦虑病人血清样本,筛选出跨膜蛋白TMEM74,揭示其通过影响基底外侧杏仁核(BLA)神经元HCN1离子通道调控焦虑行为的重要作用。


    基于生物信息学的资料,研究者发现TMEM74在成年人脑内高度聚集,且在焦虑发生时TMEM74蛋白量显著下降。团队成员进一步确认Tmem74的蛋白与焦虑的关系,发现焦虑行为导致小鼠BLA脑区Tmem74蛋白显著降低。而在BLA脑区注射携带CaMKIIα特异性启动子的腺相关病毒(AAV)过表达Tmem74,行为学检测显示调控Tmem74蛋白表达能够有效改善CIS小鼠的焦虑样表型。行为学测试进一步确认Tmem74缺失导致焦虑样表型,而BLA脑区过表达Tmem74也能改善Tmem74敲除小鼠的焦虑行为。与此同时,结合CRISPR-Cas9技术,在BLA脑区注射AAV-sgRNA特异性敲除Tmem74也能导致小鼠焦虑行为。以上结果充分证明Tmem74缺失导致焦虑。


    研究人员发现敲除Tmem74后BLA锥体神经元兴奋性增强,而膜片钳记录结果显示Na+和K+电流未发生明显变化,影响神经元兴奋性的原因是什么呢?进一步研究发现HCN通道电流的变化是引起神经元兴奋性的主要因素。利用HCN特异性抑制剂,通过全细胞记录和免疫印迹法,表明Tmem74缺失导致神经元HCN1通道功能受损,蛋白表达下降从而调节神经元兴奋性。随后,团队成员蒋权博士等利用分子生物学以及生化手段,证实Tmem74与HCN1存在直接相互作用。同时,质粒突变结合全细胞记录表明跨膜结构域TM1决定Tmem74是否定位在细胞膜上并发挥调控HCN1的功能。


    由此,研究结果揭示了Tmem74通过其TM1结构域调控HCN1功能参与焦虑病理过程的分子机制,在推进临床治疗焦虑的药物新靶点研究方面迈出了重要一步。


    据悉,南京医科大学药学院韩峰教授、基础医学院卢应梅教授、浙江大学药学院陈忠教授为共同通讯作者。博士研究生邵玲小为第一作者。该团队近年聚焦于神经精神疾病的发病机制及药物靶标发现,SCI学术论文发表在Neuron,Cell Res,J Am Chem Soc,J Pineal Res等期刊。


原文链接:https://www.nature.com/articles/s41380-019-0402-8