客户文章 | Journal of Clinical Investigation：华中科技大学同济基础医学院刘丹教授、朱铃强教授团队揭示恐惧消退相关新机制
发布时间：2024-01-12 10:23:32
创伤后应激障碍（PTSD）是一种神经精神疾病，症状主要包括闪回、回避、高度警觉以及其他认知情绪障碍。不同的个体对PTSD有不同程度的易感性，至今我们仍未完全理解为何一些人在创伤性刺激后患上PTSD，而其他人则没有。目前，临床上治疗PTSD的方法主要为暴露疗法和/或抗抑郁药物治疗，尽管这些方法能够减轻一些人的症状，但其效果并不十分显著，因此，PTSD的治疗仍然是一个亟待解决的问题。
2024年1月4日，华中科技大学同济医学院基础医学院刘丹教授、朱铃强教授团队在Journal of Clinical Investigation 杂志上发表名为“Synapsin 2a/Synaptogyrin-3 interaction regulates fear extinction in mice”的研究论文，该研究首次发现上调的突触蛋白Synapsin 2a (Syn2a)可通过其特定的H结构域结合Synaptogyrin-3（Syngr3）中的91-99氨基酸，从而导致IL-BLA中间能神经元环路的突触前抑制。透血脑屏障的穿膜肽或FDA批准的抗HIV药物利托那韦能够阻断Syn2a和Syngr3之间的相互作用，从而有效地改善恐惧记忆的消退，为PTSD的治疗提供了崭新的方向。
通过对40只小鼠进行恐惧记忆消退行为学，我们使用主成分分析将小鼠分为消退难和消退易两组。实验发现EXT-R小鼠BLA脑区存在兴奋/抑制（E/I）失衡，而且主要由于IL-BLA中间能神经元的突触前抑制引起。进一步的实验证明Syn2a的上调可能与之有关。通过构建Syn2a过表达（Synapsin 2a elevated, Syn2a-E）转基因小鼠模型，我们发现Syn2a-E小鼠同EXT-R小鼠有着类似的表型，即该小鼠有较高的僵直率。敲低Syn2a-E小鼠IL脑区神经元中的Syn2a可显著缩短平均僵直率。此外，通过设计基于双病毒的Cre-loxp系统，我们专门上调IL-BLA中间神经元特定环路中的Syn2a蛋白，也观察到相应的改变，进一步证明了Syn2a在这一神经环路中的关键作用。
已知Syn2a拥有两个独特的结构域H和E。通过构建缺失特定结构域H或E的Syn2a突变质粒并包装为AAV病毒，我们发现过表达Syn2a-△E和Syn2a组可导致恐惧记忆消退缺陷，而Syn2a-△H组并不会引起这一缺陷。在原代培养的神经元中的实验也证明H结构域是Syn2a发挥突触前囊泡释放抑制功能的关键。为了揭示Syn2a的结构域H如何锚定突触囊泡，我们进行了GST pull down免疫共沉淀实验并进行质谱分析。结果表明Syn2a与Syngr3发生物理相互结合作用，其中Syngr3的91-99氨基酸序列可能是与Syn2a的H结构域结合的关键位点。
通过设计多肽和分子对接的策略，我们发现小分子多肽以及抗艾滋病药物利托那韦能够阻断Syn2a和Syngr3之间的相互作用，从而挽救Syn2a-E和EXT-R小鼠的突触前囊泡释放，促进其恐惧记忆的消退。
总结
本文通过主成分分析方法区分难易消退小鼠，揭示了Syn2a的升高通过突触前抑制IL-BLA环路导致BLA脑区兴奋抑制失衡，增加对恐惧记忆消退的抗性。机制上，Syn2a通过H结构域与Syngr3的91-99个氨基酸结合阻断突触前囊泡释放，使恐惧记忆消退困难。穿膜多肽P-2A和抗艾滋病药物利托那韦可阻断Syn2a/Syngr3相互作用并挽救Syn2a-E和EXT-R小鼠的突触前囊泡释放，促进其恐惧记忆消退。这一深入的研究为我们理解PTSD的神经生物学机制以及未来的治疗方法提供了关键的线索。
华中科技大学同济医学院基础医学院朱铃强教授、刘丹教授为论文的通讯作者。华中科技大学同济医学院基础医学院博士研究生沈细亚、博士后张娟、博士后黄和周为共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金、中国顶尖青年人才计划、湖北省自然科学基金的大力支持。
原文链接：https://www.jci.org/articles/view/172802
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