新型锌指蛋白ZBTB20对小鼠海马发育的调控作用及其机理研究

哺乳动物的海马组织中含有与学习和记忆相关的神经环路，该神经环路的形成有赖于合适数目的特定神经元的准确定位和有序排列。海马发育的异常可导致智障。锌指蛋白ZBTB20是申请人所在课题组自主发现并率先报道的新型转录因子，在海马组织中特异性高表达，其异位过量表达可诱导小鼠大脑部分新皮质区形成类似海马的结构，但是有关ZBTB20在海马正常发育过程中的调控作用尚不明确。本课题拟利用自行制备的抗ZBTB20特异性单克隆抗体，系统分析ZBTB20在小鼠海马发育过程中的时空表达特征；在已成功建立神经系统特异性ZBTB20基因敲除小鼠模型、并观察到其海马发育异常的基础上，深入分析该ZBTB20基因缺陷小鼠的海马神经元增殖、凋亡和迁移能力的变化，从细胞和分子水平剖析其海马神经元的分化特征，以阐明ZBTB20对海马发育的调控作用和相关机理，可望形成原创性科研成果。

本项目系统分析了锌指蛋白Zbtb20在小鼠海马发育过程中的时空表达特征；深入分析了Zbtb20基因缺陷小鼠的海马组织学结构、分子表达特征、神经元增殖、凋亡和迁移能力的变化，以及Zbtb20调控海马发育的下游靶基因。研究主要取得以下进展：（1）Zbtb20特异性高表达于海马前体细胞和分裂后未成熟的海马神经元，而在成熟海马神经元中表达水平下调。（2）Zbtb20基因敲除对海马和邻近移行新皮质的前体细胞的增殖能力没有影响。（3）Zbtb20基因敲除导致海马CA1区失去了正常的组织结构，而获得了类似邻近移行新皮质区的组织结构、分子表型和迁移特性；CA3和DG区也表现为结构异常但保留了主要的分子表达特征，而且海马神经回路发育障碍。（4）Zbtb20基因敲除导致出生后海马神经元凋亡，海马显著减小。（5）Zbtb20基因缺失不会显著改变 canonical Wnt 信号通路，但会引起一系列与大脑新皮质神经元发育相关的转录因子的上调表达。以上结果提示Zbtb20能抑制海马CA1神经元前体细胞向邻近移行新皮质分化，从而调控该区神经元的细胞命运决定，同时也对CA3和DG的正常发育起着不可或缺的重要调控作用。