成年小鼠周细胞YAP基因缺失对认知及恐惧记忆的影响

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YCY8899
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目的:明确YAP在成年小鼠中枢神经系统中的表达情况。通过构建成年时期周细胞条件性敲除YAP基因的小鼠模型,来探究周细胞中YAP基因在成年小鼠学习认知、恐惧记忆过程中的作用及其机制。为预防和治疗认知障碍、情绪失调导致的神经精神疾病提供了新的靶点和方向。方法:1.通过免疫荧光染色检测YAP在成年小鼠脑内周细胞(PDGFRβ+细胞)、内皮细胞(CD31+细胞)、少突胶质前体细胞(PDGFRα+细胞)以及神经元(NeuN+细胞)中的表达情况。2.利用Cre-lox P基因重组技术构建成年时期周细胞条件性敲除YAP基因(YAP1ng2conditional knockout,YAP1ng2-CKO)小鼠模型。采用Western Blot检测YAP1ng2-CKO实验组及YAP1fl/fl同窝对照组小鼠脑内YAP蛋白水平的变化,进一步通过免疫荧光染色检测两组小鼠脑内周细胞中YAP的表达情况。3.选取4月龄的YAP1ng2-CKO和YAP1fl/fl小鼠作为研究对象,通过检测规定时间内小鼠在旷场中的平均运动距离、速度以及停留在中央区域的时间和穿越中央区域的次数分析成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠运动功能、焦虑行为的影响;进一步通过检测小鼠对新、旧物体的探索时间分析成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠学习认知功能的影响;通过检测小鼠对新、旧位置物体的探索时间分析成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠空间记忆的影响。4.通过检测YAP1ng2-CKO组以及YAP1fl/fl组小鼠在52℃的金属板上出现痛觉行为的时间分析成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠感觉功能的影响;进一步通过检测小鼠恐惧经历后1d、28d出现冻结行为的时间比率分析成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠恐惧记忆的影响。5.选取4月龄的YAP1ng2-CKO和YAP1fl/fl小鼠海马组织切片,通过BrdU和PDGFRα免疫荧光染色检测成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠腹侧、背侧海马少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cells,OPCs)增殖的影响。结果:1.免疫荧光染色结果显示:在成年小鼠脑内YAP阳性信号主要在PDGFRβ+细胞、CD31+细胞中检测到,然而在PDGFRα+细胞、NeuN+细胞中未检测到。这些结果表明YAP在成年小鼠脑内周细胞和内皮细胞中表达,但在OPCs和神经元中不表达。2.检测成年时期周细胞条件性敲除YAP基因的敲除效率。Western Blot结果显示:与YAP1fl/fl小鼠相比,YAP1ng2-CKO小鼠皮层、海马YAP蛋白水平均明显减低(P<0.01),进一步通过免疫荧光染色检测结果显示:YAP1ng2-CKO小鼠脑内YAP阳性信号在PDGFRβ+细胞中的表达明显减低,提示成年时期周细胞敲除YAP基因的小鼠模型构建完成。3.检测成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠学习认知的影响。新物体识别实验结果显示:YAP1ng2-CKO组小鼠探索新物体的时间与YAP1fl/fl组小鼠相比明显减低,YAP1fl/fl组小鼠对新物体的识别指数为0.66±0.13,然而YAP1ng2-CKO组小鼠对新物体的识别指数为0.48±0.08,提示YAP1ng2-CKO小鼠存在学习认知障碍。新位置识别实验结果显示:YAP1ng2-CKO组小鼠探索新位置物体的时间远低于YAP1fl/fl组小鼠,YAP1fl/fl组小鼠对新位置物体的识别指数为0.64±0.08,然而YAP1ng2-CKO组小鼠对新位置物体的识别指数为0.43±0.09,提示YAP1ng2-CKO小鼠有明显的空间学习记忆障碍。4.检测成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠恐惧记忆的影响。场景恐惧实验结果显示:恐惧经历后1 d,检测发现YAP1ng2-CKO组小鼠出现冻结行为的时间比率与YAP1fl/fl组小鼠相比明显降低(P<0.01)。恐惧经历后28 d,检测发现YAP1ng2-CKO组小鼠出现冻结行为的时间比率同样远低于YAP1fl/fl组小鼠(P<0.01),且给予恐惧经历的YAP1ng2-CKO组小鼠28 d后比1 d后出现冻结行为的时间比率明显降低(P<0.05)。这些结果表明YAP1ng2-CKO小鼠有明显的恐惧记忆障碍。5.检测成年时期周细胞中YAP基因缺失对小鼠腹侧、背侧海马OPCs增殖的影响。免疫荧光染色结果显示:无论是背侧海马还是腹侧海马,与YAP1fl/fl组相比,YAP1ng2-CKO组小鼠BrdU+/PDGFRα+双阳性细胞数量明显减低(P<0.01),提示YAP1ng2-CKO小鼠腹侧、背侧海马OPCs增殖能力降低。这些结果表明周细胞中的YAP是调控OPCs增殖必不可少的转录辅激活因子。结论:YAP在成年小鼠脑内周细胞和内皮细胞中表达,但在OPCs和神经元中不表达。成年时期周细胞条件性敲除YAP基因后,小鼠学习认知能力、恐惧记忆以及腹侧、背侧海马OPCs增殖受损。因此,我们的结果表明周细胞中的YAP是调控OPCs增殖从而影响小鼠学习认知能力及恐惧记忆必不可少的转录辅激活因子。
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