发育关键期PRRT2在抑制性神经元中的功能研究

PRRT2 (proline-rich transmembrane protein 2) is a pathogenic gene that caused many paroxysmal diseases. Due to its pleiotropy and space-time specific expression pattern, PRRT2 mutant mediated pathogenesis remained unclear. Some progresses regarding PRRT2 have been achieved in excitatory neurons. However, the functions of PRRT2 in inhibitory neurons are still largely blank. Based on previous studies, the applicant will focus on the PRRT2 in interneurons. By using PRRT2 reporter gene mice, PV-CreER, SST-Cre and PRRT2 conditioned knockout mice, we further investigate protein distribution pattern in inhibitory neurons as well as its role in key developmental stages by means of electrophysiology, free-moving calcium imaging, virus injection, mass spectrometry, molecular biochemistry, and etc. Furthermore, functions of PRRT2 will be tested in human iPS/ES systems to confirm its pathological mechanisms. This project would not only expand the functions of PRRT2, but also provide a new candidate for drug development of diseases related to inhibitory neuronal dysfunction, shedding lights on potential novel therapeutic strategies targeting dyskinesia from bench to clinic.

富脯氨酸蛋白2（PRRT2）是多种发作性疾病的致病基因，由于其功能具有高度多样性，且表达也存在时空特异性，导致其失调的致病机制还不清楚。针对PRRT2突变引起兴奋性神经元活性失调问题已取得一定进展，然而该蛋白在抑制性神经元中的功能的目前还是较大的空白。本项目拟在前期研究基础上，围绕PRRT2蛋白在抑制性神经元中的作用问题开展研究。采用PRRT2报告基因小鼠、PV-CreER、SST-Cre以及PRRT2条件敲除小鼠，利用电生理、自由活体钙成像、病毒注射、质谱、分子生化等多种手段，观察该蛋白在抑制性神经元中分布及其在发育关键期的作用并利用人源iPS/ES诱导体系对PRRT2的功能做进一步验证和探索。本项目的顺利进行不仅有利于拓展PRRT2蛋白的新功能，更有可能为抑制性神经元活性失调相关疾病的药物开发提供新的靶点，具有重要的科学意义和临床应用价值。

发作性运动诱发性运动障碍（PKD）是肌张力障碍的一种亚型，常在青少年时期起病。该疾病的主要临床表现为肌张力障碍、舞蹈样动作、手足徐动等，发作时间不超过1分钟，发作频率为一天一次到数百次不等，给患者的身体和心理造成较大的负担。PKD是由运动姿势改变作为典型诱因的发作性疾病。前人的研究表明，小脑缺失PRRT2（富脯氨酸跨膜蛋白2）后该脑区产生扩布性去极化（SD）的阈值降低，可能是肌张力障碍产生的重要原因，然而运动相关信号如何触发小脑功能紊乱进而产生肌张力障碍的？这一重要科学问题尚未解决。本项目利用自由活动动物钙成像技术，在单细胞水平对PKD小鼠运动相关脑区在发作间期和发作期的神经元活性进行了实时监测，发现PRRT2表达的缺失会造成运动相关脑区神经元活性的改变，包括次级运动皮层（M2）和小脑。激活与主动运动发起相关的次级运动皮层神经元能够快速诱发PKD小鼠产生肌张力障碍表型，与此同时小脑内的中间神经元出现了扩布性去极化现象。丘脑切开术在缓解各类运动障碍疾病中有良好的治疗效果。本研究发现，作为小脑信号输出的重要核团—丘脑腹外侧核，在被激活后可以造成与M2类似的表型。本项目相关结果为PKD的治疗提供了新的潜在靶点。

内容获取失败，请点击重试