论文部分内容阅读
包含SH2结构域的酪氨酸磷酸酶2(Src homology 2 domain containing phosphotyrosine phosphatase 2,Shp2)是非受体酪氨酸磷酸酶的一种,在进化中高度保守。在患病人群中大约50%的Noonan综合征(Noonan syndrom,NS)是由Shp2的激活突变引起的,而大约80%的LEOPARD综合征(LEOPARD syndrom,LS)则是由它的失活突变引起。这两种疾病都是全身性的发育障碍病,并且均有一定比例的病人表现出智力障碍。虽然已有报道称Shp2能够通过调控下游Ras/ERKMAP激酶(MAPK)来参与记忆过程,但是内在机制依然不是很清楚。有报道称Shp2存在于N-甲基-D-门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体复合物中,并且有它和NMDA受体的GluN2B亚基直接相互作用的证据。NMDA受体是一类兴奋性离子型谷氨酸受体,主要通透Ca2+。能够发挥功能的NMDA受体由2个组构性的GluN1亚基和两个调节性的GluN2或者GluN3亚基构成。它是配体和电压双门控的通道,能够响应突触前的谷氨酸释放和突触后的去极化,在突触可塑性中发挥了重要的作用。基于此,我们采用Shp2 FloxP/FloxP小鼠与CaMKⅡα-Cre小鼠杂交得到在前脑兴奋性神经元中特异敲除Shp2的小鼠(Shp2 Floxp/Floxp:CaMKⅡα-Cre +/-,CaSKO)来研究 Shp2 是否通过调节 NMDA 受体亚基磷酸化来调控突触可塑性乃至学习记忆功能。我们进行的蛋白检测表明CaSKO小鼠海马组织中Src激酶416位酪氨酸(Src Y416)磷酸化水平升高,这一位点代表了其酶活性,相应的NMDA受体的GluN2B亚基的1472位酪氨酸(GluN2B Y1472)和GluN2A亚基的1325位酪氨酸(GluN2A Y1325)的磷酸化水平也特异性的升高。这使得突触部位NMDA受体的电流增加并且CaSKO小鼠海马CA1的锥体神经元上兴奋性突触传递也增加。我们进一步的分析表明,这些在CaSKO小鼠突触上增加的NMDA受体是三异聚体GluN1/GluN2A/GluN2B,并且这些受体对于锌离子抑制的敏感性增强,导致在高频刺激时通过该受体的电量减少。在场电位长时程突触增强(long-term potentiation,LTP)的测试中,我们发现敲除Shp2会削弱海马CA1由100 Hz/s-高频刺激诱导的LTP,而这种LTP的削弱正是与突触部位的NMDA受体对于锌离子抑制的敏感性增加相关。此外,我们进一步发现CaSKO小鼠的长时程场景恐惧记忆被削弱,而场景恐惧记忆的形成和短时记忆则不受影响。对于场景恐惧记忆前后小鼠海马组织中这些蛋白的磷酸化检测发现WT小鼠在场景恐惧记忆检测后SrcY416的磷酸化升高,并且GluN2B Y1472的磷酸化也相应上升,而在CaSKO小鼠中这些位点已经升高的磷酸化水平并未出现活性依赖的升高。通过对CaSKO小鼠进行Src激酶抑制剂PP2的处理,我们发现能够反转Shp2缺失所引起的一系列后果。据此,我们推断是Shp2敲除引起的Src激酶活性增高导致了 NMDA受体亚基磷酸化水平的升高,从而使得更多的NMDA受体在突触部位表达,且功能性突触数目和其强度也增多。这种饱和作用导致了 LTP的下降,并进一步影响长时程场景恐惧记忆。这为我们理解酪氨酸磷酸酶在突触可塑性调控中的作用以及NS和LS中智力障碍的表型提供了新的思路。