ErbB4基因敲除对成年海马神经发生的影响：基于PV阳性中间神经元的研究.docxVIP

ErbB4基因敲除对成年海马神经发生的影响：基于PV阳性中间神经元的研究

一、引言

1.1研究背景与意义

成年神经发生是指在成年个体的大脑中持续产生新神经元的过程，这一现象打破了传统观念中认为成年大脑神经元无法再生的认知。成年海马神经发生在学习、记忆、情绪调节等大脑高级功能中扮演着举足轻重的角色。新生成的神经元可以整合到已有的神经环路中，参与信息的处理和传递，对维持大脑的正常功能和可塑性至关重要。

在成年海马神经发生所处的复杂神经龛环境里，中间神经元因其独特的投射特性而备受关注。尤其是小清蛋白（parvalbumin，PV）阳性的中间神经元，它们能够投射到神经前体/干细胞（NPSCs）及其子代细胞。已有大量文献表明，在成年海马齿状回颗粒下区，PV阳性中间神经元可持续释放γ-氨基丁酸（GABA），进而对新生神经元的分裂成熟、树突发育以及突触整合等关键过程发挥精细的调控作用。这种调控作用对于维持海马神经发生的正常进程以及新生成神经元的功能成熟至关重要。

受体酪氨酸激酶ErbB4在神经系统中的研究近年来逐渐成为热点，众多研究支持其主要在中间神经元，特别是PV中间神经元上表达。上皮样生长因子NRG1与PV中间神经元上的ErbB4受体特异性结合后，不仅能够提高PV中间神经元的兴奋性，还能促进GABA神经递质的释放。然而，目前关于PV中间神经元中ErbB4是否以及如何影响新生神经元的生成，仍然存在诸多未知。鉴于成年海马神经发生的重要性以及PV中间神经元和ErbB4在其中的潜在关键作用，深入探究敲除PV阳性中间神经元上ErbB4对成年海马神经发生的影响具有重要的科学意义。

从理论层面来看，这一研究有助于我们进一步揭示成年海马神经发生的调控机制，填补该领域在PV中间神经元-ErbB4信号通路与神经发生关系方面的知识空白，完善我们对神经发育和神经环路构建的理解。从应用角度而言，许多神经系统疾病，如阿尔茨海默病、抑郁症、精神分裂症等，都与成年海马神经发生异常以及神经环路功能紊乱密切相关。明确ErbB4在PV中间神经元对成年海马神经发生的作用机制，可能为这些疾病的病理机制研究提供新的视角，进而为开发基于神经发生调控的新型治疗策略奠定理论基础，具有潜在的临床应用价值。

1.2研究目的与主要内容

本研究旨在深入探究敲除PV阳性中间神经元上ErbB4对成年海马神经发生的影响。主要研究内容包括以下几个方面：

利用先进的Cre-flop重组酶系统，实现对PV阳性中间神经元上ErbB4的特异性敲除，构建精准的动物模型，为后续研究提供可靠的实验基础。通过向实验动物注射5-溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU），标记新生神经元，结合免疫组织化学染色技术，精确观察并统计敲除组和对照组中成年海马新生神经元的数量，以此来分析敲除ErbB4对新生神经元存活的影响。运用高尔基染色等方法，细致分析新生神经元的树突形态和复杂性，包括树突的长度、分支数量、分支模式等指标，以明确敲除ErbB4是否对新生神经元的树突发育产生影响。借助膜片钳技术，记录新生神经元的电生理特性，如动作电位发放频率、幅度、阈值，以及突触后电流等，深入研究敲除ErbB4对新生神经元电生理功能的作用。采用离体脑片场电位记录技术，检测敲除组和对照组海马CA1区长时程增强（LTP）的诱导情况，分析敲除ErbB4对海马突触可塑性的影响，探讨其与成年海马神经发生之间的潜在联系。

1.3研究创新点

本研究在实验设计和研究角度上具有显著的创新之处。在实验设计方面，运用Cre-flop重组酶系统特异性敲除PV阳性中间神经元上的ErbB4，这种精准的基因操作方法能够避免传统基因敲除方法可能带来的非特异性影响，更加准确地揭示PV中间神经元中ErbB4的功能，为该领域的研究提供了更为精细和可靠的实验手段。在研究角度上，本研究综合多维度的指标对成年海马神经发生进行检测，不仅关注新生神经元的数量变化，还深入分析其树突发育、电生理特性以及对海马突触可塑性的影响。这种多维度、系统性的研究方法能够全面地揭示敲除ErbB4对成年海马神经发生的影响机制，弥补了以往研究仅从单一角度进行分析的不足，为深入理解成年海马神经发生的调控网络提供了新的思路和方法。

二、相关理论与研究综述

2.1成年海马神经发生概述

成年海马神经发生是指在成年个体的海马区域持续产生新神经元的过程。这一过程主要发生在海马齿状回的颗粒下区（SGZ），该区域存在神经干细胞和神经前体细胞。神经干细胞具有自我更新和多向分化的能力，在特定的微环境信号调控下，它们能够增殖产生更多的神经前体细胞。神经前体细胞进一步分化为未成熟的神经元