RhoA/ROCK对脑缺血后海马GABA抑制性中间神经元的调控作用及其在学习记忆中的意义

There is limited knowledge of the mechanism of learning and memory impairment caused by cerebral ischemia. In our preliminary study, it has been elucidated that the activity of ROCK could impact the GABA inhibitory interneuron in hippocampus and improve the spatial learning and memory dysfunction after chronic cerebral hypoperfusion ischemia. However, the mechanism is not thoroughly understood. In this study, we will systematically explore how RhoA/ROCK regulates GABA in learning and memory after cerebral ischemia. Consequently, we will observe the effect of RhoA/ROCK on GABA-mediated synaptic plasticity in spatial learning and memory after cerebral ischemia and the role of GABA by the electrophysiological study and molecular biology methods in vivo and in vitro. Our study will futher show the mechanisms of RhoA/ROCK regulating GABA receptor in learning and memory and the role of GABA in this process. This research will illuminate the possible pathophysiological mechanisms of learning and memory dysfunction induced by cerebral ischemia, and provide valuble evidence for new effective therapeutic targets.

目前对脑缺血所致学习记忆障碍的详细机制认识有限。前期工作发现，抑制ROCK活性可能上调脑缺血后海马GABA抑制性中间神经元表达，改善学习记忆，但具体机制尚不清楚。本研究拟在整体、离体、细胞不同水平，系统论证RhoA/ROCK可能调控海马GABA抑制性中间神经元从而影响慢性低灌性脑缺血后学习记忆及海马突触传递功能：动态观察模型大鼠海马RhoA/ROCK及GABA的表达和活性；行为学实验观察RhoA/ROCK对模型大鼠学习记忆的影响及GABA在其中的作用；体内外记录场电位检测RhoA/ROCK对慢性低灌性脑缺血后海马突触传递的影响及GABA在其中的作用；全细胞膜片钳技术、免疫印迹、免疫荧光、免疫共沉淀等观察RhoA/ROCK对GABA受体分布表达和通道功能的影响及其分子机制。本研究将进一步阐明血管因素所致学习记忆障碍的病理生理机制，并为寻找新的有效的治疗靶点提供更深入的理论依据。

无论是阿尔茨海默病还是血管性痴呆，均存在明显的血管因素，脑缺血在认知功能损害进程中的作用日益引起重视。对于脑缺血后，诱导和维持病理状态的突触可塑性的细胞和分子机制的理解，有助于寻找阻断细胞凋亡和痴呆发展的重要途径。前期工作发现，激活GABA抑制性中间神经元能够拮抗脑缺血时过量谷氨酸引发的神经毒性及海马CA3区神经元突触传递，抑制ROCK活性可能影响脑缺血后海马GABAA抑制性中间神经元，增加LTP的群峰电位幅值，改善学习记忆能力。本研究在前期工作的基础上，综合行为学、神经电生理学、分子生物学、免疫学等多学科研究方法，在整体、细胞不同水平，系统论证了RhoA/ROCK可能通过调控海马GABAA/GABAB抑制性中间神经元从而影响脑缺血大鼠的学习记忆及海马突触传递功能：①动态观察脑缺血模型大鼠RhoA/ROCK以及GABAA/GABAB的表达和活性；②观察RhoA/ROCK对慢性低灌性脑缺血大鼠空间学习记忆能力、海马突触传递的影响及GABAA/GABAB在其中的作用；③ 观察RhoA/ROCK对急性局灶性脑缺血大鼠GABAA/GABAB受体分布表达的影响及其分子机制；④观察RhoA/ROCK对GABAA/GABAB受体通道电流的影响及可能的分子调控机制。