Wnt-mTOR通路介导的自噬抑制在自闭症发病中的作用及机制研究

Autism is a developmental disorder that appears in children and affects to patients, their family and society enormously. The causes for autism are not clear. Our previous data show that Wnt signaling pathway was up-regulated and autophagy was suppressed in brain tissues of autistic rat model, but the details need to be studied further. In this proposal, we first want to assess the morbidity, symptom and the variation of Wnt-mTOR pathway and autophagy after pre- or after-treatment with sulindac or rapamycin in autistic rat model. Then we check the variations of growth, phenotype, Wnt-mTOR pathway and autophagy after activation/ inhibition of Wnt pathway by lithium chloride/sulindac or autophagy by rapamycin/3-MA in primary neurons. Our proposal may provide evidence for the role of Wnt-mTOR pathway-mediated autophagy suppression in autism generation and give clues for the prevention and therapy of autism.

自闭症是一类对儿童、家长和社会影响重大的儿童残障疾病，其发病机制至今尚未明确。本课题组研究发现，自闭症模型大鼠脑组织中的Wnt信号通路过度活化而细胞自噬被显著抑制，推测自闭症与Wnt-mTOR信号通路有关，但具体作用机制有待进一步研究。本项目拟在自闭症大鼠模型中，通过Sulindac预处理或后处理抑制Wnt信号通路，Rapamycin预处理或后处理增强细胞自噬后，观察对模型大鼠发病、症状、Wnt-mTOR通路及自噬的影响，以判断Wnt-mTOR通路介导自噬抑制在自闭症发病中所起的作用；然后在原代神经元细胞中用氯化锂/Sulindac激活/抑制Wnt通路或用Rapamycin/3-MA激活/抑制mTOR通路后观察Wnt-mTOR通路相关蛋白、自噬及神经细胞生长与形态改变，以阐明Wnt-mTOR通路介导自噬抑制对神经细胞发育的影响，为明确自闭症的发病机制并针对性地开展预防与治疗提供线索与依据。

自闭症是一类对儿童、家长和社会影响重大的儿童残障疾病，其发病机制至今尚未明确。尽管有研究表明，Wnt信号通路与mTOR信号通路在自闭症发病及治疗中发挥重要作用，但两条信号通路之间在自闭症发病中的关系尚不清楚。本研究以丙戊酸钠（VPA）诱导的自闭症大鼠为模型，发现孕期丙戊酸钠暴露可导致子代大鼠表现自闭症症状，体现为非活动时间明显增加、中央区活动时间减少、自我疏理时间增加、活动总距离减少、社交兴趣减少、社交创新性减弱等，而使用Wnt信号通路抑制剂苏林酸（Sulindac）或mTOR信号通路抑制剂雷帕霉素（Rapamycin）预处理则可以显著改善VPA暴露所致的上述自闭症症状。进一步使用免疫印迹、免疫组化等分析方法发现，VPA暴露可使模型大鼠前额叶、海马及小脑组织中Wnt信号通路活化以及mTOR信号通路的激活与自噬信号的降低，表现为β-catenin表达水平增加、GSK-3β磷酸化水平降低、mTOR磷酸化水平增加、LC3-II表达减少、p62表达增加；而使用苏林酸或雷帕霉素联合处理则可逆转VPA对相关信号通路的作用。在原代神经元细胞中的相关实验也证明，VPA处理可以激活细胞中的Wnt-mTOR通路并抑制自噬，而苏林酸联合处理则可消除VPA对这一信号通路的作用。本研究结果提示Wnt信号通路的激活可能是导致mTOR信号通路活化的重要原因，Wnt/mTOR/自噬这一信号通路在自闭症的发病中具有重要作用，抑制该通路可能是治疗自闭症的重要靶点，从而为明确自闭症的发病机制并针对性地开展预防与治疗提供了线索与依据。