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目的:脆性Ⅹ综合征(FragileⅩ syndrome,FⅩS)是最常见的遗传性智力障碍疾病,其特征性病理改变是脑神经元上大量未成熟的树突棘,但是缺乏有效的药物治疗。7,8-二羟基黄酮(7,8-Dihydroxyflavone,7,8-DHF)是最近发现的首个脑源性神经营养因子(BDNF)的小分子模拟物,可以特异性激活BDNF的高亲和力受体酪氨酸激酶B(TrkB)。本文重点研究7,8-DHF对FⅩS动物模型Fmr1基因敲除小鼠(Fmr1 KO)的认知功能和树突棘异常的改善作用,并深入分析了TrkB下游信号分子和突触功能相关蛋白激活情况,以期为治疗FⅩS提供新的候选药物。 方法:将64只雄性1月龄Fmr1 KO(FVB129 P2-Pde6b+Tyrc-ch-Fmr1 tml Cgr/J)和同龄野生型(WT)小鼠(FVB.129P2-Pde6bTyrc-ch/AntJ)随机分入治疗组(7,8-DHF-KO;7,8-DHF-WT)和溶媒对照组(vehicle-KO; vehicle-WT),每组16只,治疗组通过饮用水喂养7,8-DHF(5 mg/kg),溶媒组喂养不含7,8-DHF同浓度二甲基亚砜溶媒剂。四周后观察小鼠行为学变化,确定7,8-DHF对Fmr1 KO小鼠恐惧记忆和空间记忆功能的影响;用高尔基染色法检测7,8-DHF对小鼠海马和杏仁核脑区神经元树突棘异常的矫正作用;再用Western blot检测小鼠TrkB及其下游信号通路钙离子/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)和钙-磷脂依赖性蛋白激酶C(PKC)等分子的表达水平和磷酸化水平,以及调控树突棘成熟和突触可塑性的离子型谷氨酸受体α-氨基-3-羟基-5-甲基-异恶唑丙酸受体(AMPAR)GluA1-4亚基在突触表面的表达情况,并探索其突触改变与TrkB下游信号激活的关系。 结果:⑴7,8-DHF治疗4周后,明显改善Fmr1 KO小鼠的恐惧和空间学习记忆;⑵7,8-DHF增加Fmr1 KO小鼠海马和杏仁核锥体神经元成熟树突棘数量,矫正其形态异常;⑶7,8-DHF增加突触AMPA受体GluA1亚基的表达,并减少GluA2亚基在突触表面的表达;⑷7,8-DHF增加Fmr1 KO小鼠突触GluA1亚基羧基端Ser818和Ser813位点的磷酸化,并因此将GluA1亚基表达到突触表面,但是增加GluA2亚基羧基端Ser880位点的磷酸化,并因此增加GluA2亚基从突触表面脱落,GluA1和GluA2在突触表面表达的增减与TrkB及其信号通路下游的CaMKⅡ和PKC等的激活有关。 结论:7,8-DHF通过激活TrkB及其信号通路增加GluA1在突触表面表达,从而矫正FⅩS模型Fmr1KO小鼠树突棘数量和形态异常,改善Fmr1 KO小鼠的学习记忆功能,可能是一个治疗FⅩS的潜在药物选择。