揭示 WWC1 突变驱动抽动秽语综合征的分子与突触机制：小鼠模型的重要发现

《SCIENCE ADVANCES》：WWC1 mutation drives dopamine dysregulation and synaptic imbalance in Tourette’s syndrome

为探究抽动秽语综合征（TS）的发病机制，研究人员以 WWC1 基因的 W88C 突变作为切入点展开研究。研究发现，W88C 突变小鼠出现类似 TS 的行为缺陷，该突变通过多种机制影响神经发育。这为 TS 研究提供了动物模型，有助于理解其发病机制及开发靶向治疗策略。

　　抽动秽语综合征（Tourette’s syndrome，TS）是一种令人困扰的神经发育障碍性疾病，常于儿童期发病，患者会出现不自主的运动和发声抽动，就像身体不受控制一样，时不时做出奇怪动作、发出怪异声音。这不仅严重影响患者的生活质量，还使他们在社交、学习等方面面临诸多挑战。更麻烦的是，TS 常与强迫症（OCD）、注意缺陷多动障碍（ADHD）等疾病共病，给患者带来更多痛苦。尽管 TS 的影响广泛，但由于其发病机制复杂，涉及遗传、神经生物学和环境等多种因素，目前对其潜在机制的研究仍十分有限，有效的靶向治疗手段也极为匮乏。

在这样的背景下，华中科技大学的研究人员决心深入探索 TS 的奥秘，开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于 TS 的一个关键风险因素 ——WWC1 基因的 W88C 突变，试图揭示其在 TS 发病过程中的作用机制。研究结果意义重大，不仅成功构建了模拟 TS 症状的小鼠模型，还深入解析了相关分子和突触机制，为未来开发针对 TS 的精准治疗策略提供了重要依据。该研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》杂志上。

研究人员开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。首先，利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术构建携带 W88C 突变的小鼠模型。其次，通过一系列行为学测试，如旷场实验、前脉冲抑制（PPI）测试等，评估小鼠的行为表型。再者，采用蛋白免疫印迹、定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）等技术，从分子层面分析基因和蛋白的表达变化。

研究结果具体如下：

1. W88C^homo小鼠行为异常：研究人员利用 CRISPR-Cas9 技术构建了 W88C 突变小鼠，包括 W88C 杂合子（W88C^hete）和 W88C 纯合子（W88C^homo）小鼠。对 W88C^homo小鼠进行行为学测试发现，其表现出增强的重复运动行为，如在旷场实验中，运动减少但重复运动增多；在多种行为测试中，行动起始潜伏期延长。同时，W88C^homo小鼠的感觉运动门控能力受损，PPI 测试结果显著低于正常小鼠。而 W88C^hete小鼠在应激刺激下也会出现类似 TS 的行为。此外，雌性 W88C^homo小鼠也表现出 TS 样行为特征，但程度较雄性小鼠轻。
2. W88C 诱导 Kibra 蛋白降解：研究人员对 W88C 突变小鼠进行分子检测，qRT-PCR 结果显示，W88C 突变不影响 WWC1 基因的 mRNA 表达水平。然而，蛋白免疫印迹分析发现，W88C^hete和 W88C^homo小鼠脑内 Kibra 蛋白水平显著降低。进一步实验表明，W88C 突变通过泛素 - 蛋白酶体途径加速 Kibra 蛋白降解，而非溶酶体降解途径。
3. W88C^homo小鼠多巴胺信号增强：研究人员关注到纹状体在 TS 病理中的重要作用，通过向小鼠纹状体注射多巴胺荧光传感器，利用光纤光度法记录发现，W88C^homo小鼠背侧纹状体多巴胺释放频率显著高于正常小鼠。给予 D2 受体拮抗剂氟哌啶醇后，可使多巴胺异常恢复正常，并改善小鼠的重复运动行为，但对 PPI 异常无改善作用。而 D1 受体拮抗剂 SCH23390 则能有效改善 W88C^homo小鼠的 PPI 缺陷。
4. W88C^homo小鼠神经元激活和突触动力学改变：研究人员以 c-Fos 为神经元活动标记，发现 W88C^homo小鼠背侧纹状体和初级运动皮层（M1）中 c-Fos 阳性神经元增多。对纹状体中型多棘神经元（MSNs）进行全细胞 patch-clamp 记录，发现 W88C^homo小鼠 MSNs 的兴奋性突触后电流（mEPSCs 和 sEPSCs）频率增加，抑制性突触后电流（mIPSCs 和 sIPSCs）频率降低，导致兴奋性 / 抑制性（E/I）突触比例升高。同时，W88C^homo小鼠皮质 - 纹状体突触回路的场群体尖峰显著增加。在海马体中，虽然 W88C 突变影响 Kibra 与 Dendrin 的结合，但对小鼠海马体的相关功能影响不明显。
5. W88C^homo小鼠神经发育异常与 Hippo 通路改变有关：研究人员通过高尔基染色发现，W88C^homo小鼠纹状体 MSNs 的树突复杂性增加。进一步研究发现，W88C^homo小鼠 Hippo 通路关键蛋白的磷酸化水平改变，表明该通路过度激活。在神经元中过表达野生型 WWC1 可恢复 Hippo 通路活性，改善小鼠的神经发育异常、多巴胺释放和行为表型。但在成熟神经元中过表达野生型 WWC1 对 TS 样行为无改善作用。

研究结论和讨论部分指出，本研究构建的 W88C^homo小鼠模型成功模拟了 TS 的核心症状，为研究 TS 发病机制提供了重要工具。研究揭示了 W88C 突变导致 Kibra 蛋白降解、多巴胺信号失调、突触失衡和神经发育异常的分子机制，为理解 TS 的病理过程提供了新视角。同时，研究发现 D1R 在 W88C^homo小鼠感觉运动门控缺陷中起重要作用，这为 TS 的治疗提供了新的潜在靶点。然而，该研究也存在一定局限性，如小鼠模型未完全模拟出人类 TS 的所有症状，未研究老年小鼠的情况，且未明确 Hippo 通路是否是唯一受影响的发育调节通路等。尽管如此，该研究仍为 TS 的研究开辟了新方向，未来研究可在此基础上进一步深入探索，有望开发出更有效的治疗 TS 的方法，为广大 TS 患者带来新的希望。