自闭症谱系障碍（ASD）是一种遗传性神经发育障碍，其病因尚未完全了解，无法治愈。脆性X综合征（FXS）患者也表现出ASD症状，例如社交行为缺陷——ASD的核心特征之一。多项研究表明，在FXS和ASD中观察到视黄酸（RA）信号传导存在缺陷。然而，尚不清楚RA给药是否会对FXS中的自闭症样行为产生积极影响。
在此背景下，年6月17日，贵州大学医学部胡荣贵课题组联合杭州中国科学院高级研究院生命与健康科学学院、浙江大医院、上海生物化学与细胞生物学研究所等机构在《frontiers》上发表了题为RetinoicAcidSupplementationRescuestheSocialDeficitsinFmr1KnockoutMice的研究型文章，验证了RA治疗FXS中的自闭症样行为的有效性。
首先，课题组以SIRNA技术敲低了SH-SY5Y细胞中FMR1的表达，荧光成像结果显示GFP-RA强度减弱，即RA信号强度会随着FMR1表达量的减少而下调。
为了研究FMR1对小鼠行为学的影响，课题组对雄性FMR1-KO鼠和WT鼠同时口服给药RA（5mg/kg/day）和橄榄油（对照组）。三箱社交结果显示：在第一环节，FMR1-KO组小鼠在陌生小鼠1房间内停留时间显著减少，即表现出社交偏爱降低；在第二环节，FMR1-KO组小鼠在陌生鼠2房间停留时间也减少，即表现出社交新奇性降低，但RA给药后可以显著遏制这种减少趋势；即RA不能改变FMR1-KO小鼠的社交偏爱，但可以增强其社交新奇性。
图1
三箱社交实验结果
上述实验表明RA可以改善FMR1-KO小鼠的社交障碍，而PFC又是与社交有关的重要脑区。然而，WB实验结果显示RA并没有改变FMR1-KO小鼠PFC中FMRP蛋白水平。
为了研究RA改善FMR1-KO小鼠的社交障碍的分子机制，该课题组对WT+OIL,KO+OIL,KO+RA三组鼠PFC进行了RNA序列分析，并通过比较三组间的测序结果来鉴定差异表达基因(DEGs)。文氏图（Venndiagram）显示：与WT组相比，KO+OIL组有个基因上调，个基因下调，而RA可以将这些异常基因恢复到与WT相似的表达水平。热图结果显示：57个重叠DEG涉及到一些自闭症相关基因，如周期生物钟1（Per1），周期生物钟2（Per2）和叉头盒P2（Foxp2）。此外，基因本体（GO）分析结果显示：与KO-OIL组相比，KO-RA组各种代谢过程，如糖原代谢，葡聚糖代谢和谷胱甘肽代谢等途径被富集；而与记忆，认知，饮食行为和细胞外基质组织相关的途径也有上调。这些结果表明RA可能通过将异常表达的基因和生物学过程恢复正常来减轻Fmr1-KO小鼠的社交行为缺陷。
图2
抓挠测试和旷场测试结果
上述实验表明RA可以改善FMR1-KO小鼠的社交障碍，而PFC又是与社交有关的重要脑区。然而，WB实验结果显示RA并没有改变FMR1-KO小鼠PFC中FMRP蛋白水平。
为了研究RA改善FMR1-KO小鼠的社交障碍的分子机制，该课题组对WT+OIL,KO+OIL,KO+RA三组鼠PFC进行了RNA序列分析，并通过比较三组间的测序结果来鉴定差异表达基因(DEGs)。文氏图（Venndiagram）显示：与WT组相比，KO+OIL组有个基因上调，个基因下调，而RA可以将这些异常基因恢复到与WT相似的表达水平。热图结果显示：57个重叠DEG涉及到一些自闭症相关基因，如周期生物钟1（Per1），周期生物钟2（Per2）和叉头盒P2（Foxp2）。此外，基因本体（GO）分析结果显示：与KO-OIL组相比，KO-RA组各种代谢过程，如糖原代谢，葡聚糖代谢和谷胱甘肽代谢等途径被富集；而与记忆，认知，饮食行为和细胞外基质组织相关的途径也有上调。这些结果表明RA可能通过将异常表达的基因和生物学过程恢复正常来减轻Fmr1-KO小鼠的社交行为缺陷。
图3
WB实验和RNA序列分析结果
总的来说，本文发现FMR1的表达被破坏时RA信号会减弱；并通过一些行为学测试表明RA给药可以改善Fmr1敲除小鼠表现出的社会缺陷，最后通过分析RNA-seq数据来研究潜在的分子机制。本文的研究结果暗示RA补充可作为FXS社会新奇缺陷的潜在治疗干预措施。
转载请注明：http://www.mwoap.com/zbzys/14128.html
