树突棘是神经细胞的一种特殊结构,且树突棘在调控神经细胞功能中扮演着十分重要的作用。树突棘的结构异常可能导致树突功能的异常以及学习记忆障碍,但是调控树突棘结构的分子机制仍然不清楚。本研究发现Dcf1(树突状细胞因子)的缺失导致了树突棘的结构异常,进而影响学习记忆;过表达Dcf1能够修复树突棘的结构与功能,从而揭示了Dcf1在神经细胞中起着非常重要的作用。电生理实验表明在Dcf1基因敲除小鼠(Dcf1-/-;KO)中,微小兴奋性突触后电流(m EPSC)的频率显著降低,表明Dcf1敲除小鼠海马区功能性突触显著减少。另外在光遗传实验中,KO小鼠表现出神经元活性的降低。分子机制上,我们首次发现Dcf1通过募集Lcn2以及控制PSD95-NMDAR系统来调控突触功能以及学习记忆,这是一个全新的调控树突棘发育及学习记忆的分子机制。为了更进一步研究Dcf1在神经系统中的功能,我们构建了神经系统特异敲除Dcf1(NKO)的小鼠,NKO小鼠表现出神经系统的异常以及表现出焦虑以及社交行为障碍(孤僻症的表现)。电生理上,NKO小鼠表现出LTP降低,表明Dcf1在突触可塑性上发挥着十分重要的作用。另外多巴胺与多巴胺受体能够修复NKO小鼠的社交行为障碍以及电生理的异常,揭示了多巴胺系统在自闭症的调节中起到了十分重要的作用,且调控的关键区域是小鼠海马区。本文首次发现Dcf1影响社交行为,为认识自闭症发生的分子机制及可能的治疗靶点提供了新的思路。总的来说,之前关于Dcf1基因的研究还比较少,本文通过使用Dcf1基因敲除与神经系统特异性敲除小鼠深入探究了Dcf1在神经系统中所起的关键作用,为基因功能的研究以及神经系统疾病的治疗提供了新的思路。