Shank1、Shank2和Shank3是位于興奮性突觸的突觸后密度（PSD）處的支架蛋白，它們直接或間接地與支架蛋白和信號(hào)蛋白相互作用，以調(diào)節(jié)突觸的發(fā)育、結(jié)構(gòu)和功能。與SHANK1相比，當(dāng)SHANK3和SHANK2基因存在突變時(shí)，觀察到更高頻率的認(rèn)知障礙。盡管目前在確定導(dǎo)致ASD樣行為改變的大腦區(qū)域方面取得了重大進(jìn)展，但引起ASD特定表型的解剖學(xué)機(jī)制仍不清楚。

2022年9月13日，德國(guó)烏爾姆大學(xué)解剖學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究所Tobias M. Boeckers課題組在Molecular Psychiatry發(fā)表了題為Shank2/3 double knockout-based screening of cortical subregions links the retrosplenial area to the loss of social memory in autism spectrum disorders的研究論文，揭示了壓后皮質(zhì)在ASD患者社會(huì)記憶喪失中的重要作用。

首先，課題組將Shank2Δ7?/?與Shank3Δ11?/?單KO模型小鼠雜交，建立了Shank2-Shank3雙敲除小鼠系（dKO）。三箱社交結(jié)果顯示：在社交**階段，dKO小鼠在陌生鼠和空籠附近的探索時(shí)間沒有差異，在社交**階段，其在陌生鼠和熟悉鼠附近的探索時(shí)間也沒也有差異，即表現(xiàn)出社交障礙和社交新穎性缺陷；超聲發(fā)聲測(cè)試（Ultrasonic vocalizations -USVs）結(jié)果顯示：dKO小鼠發(fā)聲次數(shù)顯著減少，即表現(xiàn)出交流障礙；此外，dKO小鼠大理石掩埋個(gè)數(shù)增加；筑巢能力下降；其自我修飾及活動(dòng)過程中的站立和跳躍時(shí)間顯著增加，即表現(xiàn)出焦慮樣表型。

為了確定特定腦區(qū)對(duì)ASD樣行為的影響，課題組培育了條件性Shank2-Shank3雙敲除小鼠系（dKOfx/fx）。首先，課題組選取與自閉癥小鼠模刻板行為和社交缺陷相關(guān)的伏隔核（ACB）作為目標(biāo)腦區(qū)，并通過**染色驗(yàn)證了Shank2-Shank3的敲除效果。行為學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示：ACB-dKO小鼠的自我修飾的時(shí)間增加，即伏隔核中Shank2/3蛋白的缺失會(huì)導(dǎo)致重復(fù)樣板行為。

*后，課題組以ACB為參考，研究了其他特定腦區(qū)在Shank2-Shank3雙敲除后對(duì)小鼠行為學(xué)的影響。結(jié)果顯示：壓后皮層（RSP）中Shank2/3的缺失導(dǎo)致小鼠社交新穎性降低。**染色結(jié)果顯示：RSP- dKO小鼠興奮性突觸的急劇減少，且注射GFP的小鼠c-Fos陽性神經(jīng)元的數(shù)量明顯高于cre小鼠，即神經(jīng)元的補(bǔ)充發(fā)生了改變。而化學(xué)遺傳激活shank2/3缺陷小鼠RSP中的神經(jīng)元則可以有效緩解上述行為學(xué)缺陷并增加了c-Fos陽性神經(jīng)元的數(shù)量。這些結(jié)果表明：上調(diào)RSP神經(jīng)元的活動(dòng)可挽救Shank2和Shank3的缺失導(dǎo)致的突觸損傷和社會(huì)行為的改變。

總的來說，本文主要通過**染色和化學(xué)遺傳等方法結(jié)合行為學(xué)測(cè)試，揭示了Shank2-Shank3雙敲除小鼠所表現(xiàn)出的社交和焦慮障礙、焦慮樣表型等ASD樣行為，并通過對(duì)多個(gè)腦區(qū)進(jìn)行Shank2-Shank3雙敲除發(fā)現(xiàn)特異性上調(diào)RSP神經(jīng)元的活動(dòng)可挽救Shank2/3的缺失導(dǎo)致的社交新穎性障礙和突觸損傷。該研究證明了RSP腦區(qū)在調(diào)控ASD樣社交記憶障礙中的重要作用，為臨床ASD患者的社會(huì)行為缺陷提供了**靶點(diǎn)。

文章來源

三箱社交實(shí)驗(yàn)軟件推薦