杏仁核(Amygdala)是边缘系统的重要组成部分,参与情感、记忆和认知的形成。Ca MKII在杏仁核脑区中表达丰富,αCaMKⅡ-F89G是Ca MKII全酶的重要组成部分,在学习记忆与突触可塑性中起到重要的作用。本课题已有的数据发现αCaMKⅡ-F89G过表达损害了小鼠丘脑-杏仁外侧核通路NMDA依赖的LTD,但其中的受损机制尚不明确。本研究采用的αCaMKⅡ-F89G-F89G转基因小鼠,运用了遗传工程技术和化学敲除技术相结合,实现了前脑αCaMKⅡ-F89G过量表达。系统深入研究了转基因小鼠杏仁核脑区NMDA依赖LTD受损机制。主要研究结果如下:1.在诱导LTD的过程中,αCaMKⅡ-F89G-F89G转基因小鼠杏仁核脑区AMPAR内化及去磷酸化受损,蛋白磷酸酶PP1/2A(Protein phosphatase 1/2A,PP1/2A)活性受损,stargazin含量增多我们利用western blotting及活性测定试剂盒检测了化学诱导LTD后杏仁核脑区相关分子的变化情况。结果表明,在诱导LTD过程中,αCaMKⅡ-F89G-F89G转基因小鼠杏仁核脑区PP1和PP2A活性受损,并且stargazin表达量增加,导致AMPAR内化及其Glu A1亚基Ser831和Ser845位点的去磷酸化受损。2.αCaMKⅡ-F89G-F89G转基因小鼠杏仁核脑区NMDAR-LTD过程中蛋白激酶B(Protein kinase B,Akt)活性过高,糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase 3β,GSK3β)活性显著受损Western blotting结果表明,在诱导LTD过程中,αCaMKII-F89G转基因小鼠杏仁核脑区Akt-Thr308及Ser473位点的磷酸化水平显著高于同窝野生型小鼠,且过高的Akt活性抑制了GSK3β-Ser9去磷酸化水平,导致GSK3β活性显著受损。3.MK-2206部分恢复转基因小鼠AMPAR内化与去磷酸化、NMDAR-LTD受损Western blotting结果显示,我们发现,在诱导LTD过程中,30μm的Akt特异性抑制剂MK-2206使转基因小鼠杏仁核脑区Akt-Thr308及Ser473位点的磷酸化水平显著降低,导致过高的Akt活性恢复正常,并且使p GSK3β-Ser9含量显著下降,逆转了GSK3β活性降低。同时,MK-2206部分恢复转基因小鼠AMPAR内化及其Glu A1亚基Ser831和Ser845位点去磷酸化受损,部分逆转转基因小鼠杏仁核脑区NMDAR依赖LTD受损。综上所述,αCaMKⅡ-F89G前脑过表达导致小鼠杏仁核脑区NMDAR-LTD受损。进一步的研究研究发现,αCaMKⅡ-F89G高表达,使得LTD形成时,PP1/2A活性受损、stargazin增多以及Akt-GSK3β通路活性受损,导致AMPAR内化及Glu A1亚基Ser831和Ser845位点去磷酸化受损,从而导致LTD受损。我们的研究首次发现αCaMKⅡ-F89G在杏仁核脑区LTD中的重要作用,为揭示αCaMKⅡ-F89G在突触可塑性中的作用机制提供了新的重要证据。
