中外学者Nature子刊解析精神分裂症

　　

　　精神分裂症是一种以幻觉、幻想、情感失调和认知功能障碍为主要特征的精神疾病，具有较高的遗传性，影响全球约1%的人口。目前主要认为精神分裂症是由遗传因素和环境因素共同作用，导致大脑发育异常引发的。CRMP2是一种多功能蛋白，参与细胞骨架的动态调控和囊泡运输调控。人类遗传学和蛋白质组学的研究提示CRMP2与精神分裂症相关，但是体内功能和可能导致精神分裂症具体的机制仍然不清楚。

　　中国科学院遗传与发育生物学研究所许执恒研究组与约翰·霍普金斯大学医学院明国丽研究组合作，通过建立Crmp2大脑特异性敲除小鼠（cKO）模型并进行了系统研究，发现在整体形态学上，cKO小鼠侧脑室明显扩大，但是大脑皮层的分层基本正常；行为学分析上，cKO小鼠表现为自发活动水平增加、抑郁样行为增加、社交缺乏、前脉冲抑制和空间工作记忆及海马依赖的空间学习和记忆损伤，模拟了精神分裂症病人的症状；生化分析表明，海马突触后膜致密区NMDA受体亚基GluN1和GluN2B显著减少；精细的形态学分析表明，cKO小鼠海马CA1区的锥体神经元树突的复杂度减少、树突棘的密度和体积减小，并伴有突触后膜致密区的厚度显著变薄；电生理特性分析表明，cKO小鼠海马CA1区TBS诱导的LTP损伤。

    有趣的是，研究人员发现cKO小鼠海马齿状回区成年神经的发生明显异常。因此，他们的研究确定了CRMP2基因与精神分裂症的相关性，证实成年突触和神经环路形成异常，可能是导致cKO小鼠表现出精神分裂症样行为的基本原因。该研究为今后精神分裂症的病理机制研究和临床药物筛选提供了有价值的动物模型。

　　该研究结果发表在6月1日出版的Nature Communications (doi: 10.1038/ncomms11773, PMID:27249678)上，许执恒实验室博士生张鸿声、副研究员王雅清和约翰·霍普金斯医学院Eunchai Kang 为论文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金和科技部“973”项目的支持。

原文摘要：

Brain-specific Crmp2 deletion leads to neuronal development deficits and behavioural impairments in mice

Several genome- and proteome-wide studies have associated transcription and translation changes of CRMP2 (collapsing response mediator protein 2) with psychiatric disorders, yet little is known about its function in the developing or adult mammalian brain in vivo. Here we show that brain-specific Crmp2 knockout (cKO) mice display molecular, cellular, structural and behavioural deficits, many of which are reminiscent of neural features and symptoms associated with schizophrenia. cKO mice exhibit enlarged ventricles and impaired social behaviour, locomotor activity, and learning and memory. Loss of Crmp2 in the hippocampus leads to reduced long-term potentiation, abnormal NMDA receptor composition, aberrant dendrite development and defective synapse formation in CA1 neurons. Furthermore, knockdown of crmp2 specifically in newborn neurons results in stage-dependent defects in their development during adult hippocampal neurogenesis. Our findings reveal a critical role for CRMP2 in neuronal plasticity, neural function and behavioural modulation in mice.