研究背景:过去几十年的研究表明环磷腺苷反应元件结合蛋白（cAMP response element-binding protein,CREB）在海马突触可塑性、神经元生长发育、学习与记忆中发挥了极其重要的作用。CREB 转录共激活因子 1（CREB-regulated transcription coactivators 1,CRTC1）可增强 CREB 与 CREB 结合蛋白（CREB binding protein,CBP）/p300 的相互作用,以非磷酸化CREB的形式显著增加CREB的转录活性。CRTC1在脑组织中高表达,尤其在海马神经元中表达最高,是突触信号传递到细胞核过程中介导CRE基因表达所必需的。有研究表明,CRTC1在神经元树突生长与发育、突触可塑性和记忆巩固等方面中发挥着关键作用。综上所述,虽然CRTC1参与多种重要的神经生理活动,但关于CRTC1相关信号通路如何影响突触可塑性的研究,尚在起步阶段。本课题以CRTC1为研究靶点,探讨CRTC1对认知功能和突触可塑性的影响及其相关分子机制,为阐明CRTC1参与认知功能和突触可塑性的机制研究提供证据。研究方法:我们通过脑立体定位注射技术将腺相关病毒介导的敲减CRTC1表达（AAV-shCRTC1）载体注射至小鼠海马齿状回（dentate gyrus,DG）区,并利用脑片荧光技术和蛋白免疫印迹（Western blot,WB）技术检测AAV在海马的荧光表达强度和CRTC1表达水平;通过行为学实验检测AAV-shCRTC1处理对小鼠自主活动和认知功能的影响;运用场电位记录技术检测AAV-shCRTC1处理对小鼠海马DG区内侧穿通通路（medial perforant path,MPP）的基础突触传递、双脉冲反应及突触可塑性的影响;通过WB技术对AAV-shCRTC1处理的小鼠海马突触可塑性相关蛋白及关键受体蛋白进行检测;通过免疫荧光化学技术对AAV-shCRTC1处理的小鼠海马DG区NeuN的荧光强度进行检测。研究结果:1)在旷场实验（open field test,OFT）中发现,敲低海马CRTC1的表达对小鼠的自主活动能力无显著影响;在新物体识别实验（novel object recognition,NOR）中发现,AAV-shCRTC1处理组小鼠对新物体的探索时间显著减少;在水迷宫实验（morris water maze,MWM）中发现,AAV-shCRTC1处理组小鼠在训练期的第1-3天与AAV-shCTL处理组小鼠相比逃避潜伏期无显著差异,但在训练期的第4天潜伏期显著延长且穿越平台所在象限次数显著减少,这些结果表明海马CRTC1的表达下调会导致认知功能障碍。2)在海马脑片场电位记录实验中,敲低海马CRTC1的表达对海马DG区基础突触传递无显著影响,对双脉冲比率（paired-pulse ratio,PPR）基本上无显著影响。3)海马CRTC1的表达下调会显著损害E-LTP和L-LTP;在AAV-shCTL处理组中成功诱导LTD,但在AAV-shCRTC1处理组中诱导被抑制;这些结果表明海马CRTC1的表达下调损害了海马DG区的突触可塑性。4)与AAV-shCTL处理组小鼠相比,AAV-shCRTC1处理组小鼠海马中PSD95蛋白表达水平显著降低;NMDARs的NR2A和NR2B亚基蛋白表达水平有降低的趋势,但无显著差异;AMPARs的GluR2亚基无显著差异,突触前突触小泡蛋白Synapsin Ⅰ蛋白表达水平无显著差异,这些结果表明CRTC1可能通过调控PSD95从而在突触可塑性中发挥作用。5)与AAV-shCTL处理组小鼠相比,AAV-shCRTC1在小鼠海马中表达3周和7周后,DG区中NeuN的荧光强度都显著降低。表明敲低海马CRTC1的表达降低了 NeuN的表达水平,提示可能影响成熟神经元的数量。研究结论:海马CRTC1表达下调会导致小鼠认知功能障碍和突触可塑性损害,这可能是通过下调PSD95的表达水平和影响成熟神经元的数量从而在突触可塑性和认知功能中发挥作用。