前额叶皮层钙视网膜蛋白缺失通过改变神经元兴奋性诱发自闭症谱系障碍样行为的研究

本研究针对自闭症谱系障碍(ASD)核心症状的神经机制，发现前额叶皮层(PFC)钙视网膜蛋白(CR)表达下调通过降低GABA能中间神经元兴奋性，导致小鼠出现社交缺陷、刻板行为等ASD样表型。研究人员采用VPA诱导ASD模型和rAAV介导的CR基因敲降技术，结合行为学测试和膜片钳记录，首次揭示CR缺失通过增加动作电位阈值和基强度、降低放电频率的机制，为ASD治疗提供新靶点。

　　

自闭症谱系障碍(ASD)是一种以社交障碍、重复刻板行为为核心特征的神经发育性疾病，全球发病率持续攀升至1/54。尽管已知γ-氨基丁酸(GABA)能中间神经元功能障碍与ASD密切相关，但特定亚型神经元在ASD发病中的精确机制仍是未解之谜。钙视网膜蛋白(Calretinin, CR)作为GABA能神经元的重要标志物，在ASD患者纹状体中被发现密度降低，但其在前额叶皮层(PFC)——这一调控高级认知和社交行为的关键脑区中的作用尚未阐明。

郑州大学附属儿童医院河南省儿童遗传代谢病重点实验室的研究团队在《Molecular Brain》发表重要成果。研究人员首先在经典的孕期丙戊酸(VPA)暴露ASD小鼠模型中，发现PFC区CR的mRNA和蛋白水平显著降低。为明确CR缺失是否直接导致ASD表型，团队通过重组腺相关病毒(rAAV)介导的基因敲降技术，特异性下调PFC区CR表达，并采用包括三室社交测试、埋珠实验、高架十字迷宫等在内的行为学范式评估，结合全细胞膜片钳技术系统探究了神经元电生理特性改变。

关键技术包括：(1)建立VPA诱导的ASD小鼠模型；(2)rAAV载体构建及PFC区定点注射；(3)qRT-PCR和Western blot检测CR表达；(4)系列行为学测试评估ASD核心症状；(5)全细胞膜片钳记录神经元兴奋性。

研究结果部分：

【CR表达下调】通过qRT-PCR和Western blot证实VPA模型组PFC区CR mRNA和蛋白水平分别降低3.2倍和2.8倍(p<0.001)。免疫荧光显示rAAV-CR shRNA组CR阳性神经元减少61%(p<0.01)。

【行为学异常】CR敲降小鼠在三室社交测试中丧失对陌生小鼠的探索偏好，社交辨别指数降低42%(p<0.001)；埋珠实验中埋珠数量增加2.1倍(p<0.001)；高架十字迷宫开放臂停留时间缩短58%(p<0.01)；新物体识别测试中探索时间减少39%(p<0.001)，显示全面模拟ASD核心症状。

【电生理改变】膜片钳记录发现CR敲降神经元动作电位阈值提高8.7mV(p<0.001)，基强度增加35pA(p<0.001)，在120-180pA电流刺激下放电频率降低41%(p<0.001)，表明神经元兴奋性显著下降。

这项研究首次阐明PFC区CR表达下调通过改变GABA能中间神经元的固有兴奋性，导致ASD样行为表型的完整机制。具体表现为：(1)CR缺失使动作电位产生阈值升高，需要更强去极化才能触发放电；(2)基强度增加反映神经元兴奋性降低；(3)放电频率下降直接影响神经环路信息处理能力。这些电生理改变可能破坏PFC对社交信息的整合功能，导致ASD核心症状。

该发现具有重要转化价值：首先，CR可作为ASD诊断的新型分子标志物；其次，针对CR信号通路的药物开发可能成为治疗新策略；最后，研究采用的rAAV介导的基因干预为ASD的精准治疗提供技术参考。值得注意的是，研究还发现VPA仅引起雄性后代出现显著行为异常，这与临床ASD男性高发率(3.8:1)的特征高度吻合，提示CR系统可能存在性别二态性调控。

未来研究可进一步探索：(1)CR下游分子机制，如是否通过调节Na_v1.1钠通道影响兴奋性；(2)CR神经元与其他神经元亚型(如PV阳性神经元)的环路连接；(3)CR激动剂的治疗潜力。这些发现为理解ASD神经生物学基础提供了全新视角，也为开发靶向治疗策略奠定了重要理论基础。