特異性興奮星型膠質細胞的組合物及其在改善精神分裂癥異樣行為中的應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于一種特異性興奮星型膠質細胞的組合物及其在改善精神分裂癥異樣行為中的應用。
【背景技術】
[0002]精神分裂癥等眾多精神系統(tǒng)疾病一直是威脅人類健康、困擾人類正常生活的主要疾病，根據(jù)中國十二個地區(qū)精神病流行病學調查顯示，目前全國約有重度精神性疾病患者1600萬，如果加上中度和輕度患者，總數(shù)可高達6700萬。精神疾病在我國疾病總負擔中排名第一，占到了 20%，而預計到2020年，這個數(shù)字還將繼續(xù)上升到25%。因此，多年以來，全球眾多的神經(jīng)科學家一直在嘗試許多新的治療靶點和方法，卻仍然對其徹底治愈一籌莫展。因此對該類疾病的病因及新治療靶點研宄和相關藥物開發(fā)迫在眉睫。
[0003]星型膠質細胞(astrocytes)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要細胞類型。越來越多的研宄證實，星型膠質細胞在靜息和活動狀態(tài)下對神經(jīng)網(wǎng)絡的調控作用是不同的。最新的研宄逐漸證實星型膠質細胞參與調控大腦的認知活動及相關情緒活動。
[0004]傳統(tǒng)意義上控制精神病的發(fā)病主要依靠藥物治療和家庭社會的支持。近年來興起的深部腦核團刺激(Deep Brain Stimulat1n,DBS)即針對大腦的某一個腦區(qū)進行電刺激，目前臨床上也取得一定的療效，但是迄今為止DBS治療或改善精神分裂癥異常行為的細胞機制并不明確。無論是傳統(tǒng)意義上的藥物治療或是DBS干預治療，都因缺乏細胞特異性，無法實現(xiàn)真正意義上的靶向干預，只是“治標”而已。目前，精神分裂癥治療效果不顯著，預后差，無法有針對性地改善精神分裂癥異樣行為。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種特異性調控靶細胞進而有效改善精神分裂癥異常行為的技術。
[0006]本發(fā)明利用光遺傳調控技術，特異性地調控精神分裂癥動物基底外側杏仁核攜帶光敏通道蛋白的星型膠質細胞，同時監(jiān)測行為學的改變，發(fā)現(xiàn)星型膠質細胞受特異性地興奮后，能顯著改善其先天恐懼弱化的異常行為，從而認為基底外側杏仁核的星型膠質細胞很可能是干預精神分裂癥異樣行為的新靶點。
[0007]從而，一方面，本發(fā)明提供一種特異性興奮星型膠質細胞的組合物，該組合物包括:
[0008]用于感染大腦基底外側杏仁核星型膠質細胞的攜帶光感基因的病毒載體，該載體中包括啟動子、光感基因、綠色熒光標記基因，其中，所述啟動子為GFAP啟動子；
[0009]能產(chǎn)生藍光的光照裝置，用于對感染后的星型膠質細胞進行光照調控以使其興奮。
[0010]本發(fā)明中將攜帶光敏基因的慢病毒載體注入到大腦基底外側杏仁核區(qū)，其將會感染星型膠質細胞，在星型膠質細胞內(nèi)表達相應的光敏受體，通過光照系統(tǒng)對表達了光敏受體的星型膠質細胞進行光刺激，從而使其興奮，星型膠質細胞受光興奮后，其釋放的神經(jīng)因子將作為調控介質，發(fā)揮改善精神分裂癥異樣行為的功能。本發(fā)明通過曠場實驗以及高架迷宮實驗證明通過本發(fā)明的組合物刺激星型膠質細胞興奮后，能夠明顯的改善精神分裂癥異樣行為，例如先天性恐懼弱化和/或焦慮。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明中所述的特異性興奮星型膠質細胞的組合物也可以稱為一種“套組”或“套件”，其中包括了本發(fā)明中特異性興奮星型膠質細胞所采用的各試劑、材料及儀器設備等組件，作為一種產(chǎn)品例如試劑盒的形式，各組件可按照預定的位置在大包裝中分別放置或是獨立包裝后成套銷售及使用。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明中所述的特異性興奮星型膠質細胞的組合物還包括:使所述攜帶光感基因的病毒載體感染大腦基底外側杏仁核星型膠質細胞的試劑材料。具體例如可包括:立體定位儀及相關進樣系統(tǒng)，能夠準確的將攜帶光敏基因的病毒載體注入到大腦基底外側杏仁核區(qū)，從而使其感染大腦基底外側杏仁核的星型膠質細胞。
[0013]在本發(fā)明的一具體實施方案中，構建了用于感染大腦基底外側杏仁核星型膠質細胞的攜帶光感基因的病毒載體；該載體中的啟動子為GFAP啟動子；光感基因為ChR2 ;綠色熒光標記基因為eYFP ;所述病毒為慢病毒；具體的構建過程可以參照所屬領域中的現(xiàn)有技術進行。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，其中所述的攜帶光敏基因的病毒載體為含帶有GFAP質粒的慢病毒載體。大腦基底外側杏仁核的星型膠質細胞感染含帶有GFAP質粒的慢病毒載體后，啟動子GFAP啟動攜帶光敏基因開始轉錄，GFAP啟動子僅在星型膠質細胞內(nèi)能夠啟動攜帶光敏基因開始轉錄，在星型膠質細胞內(nèi)表達相應的光敏受體，在受到光刺激后從而特異性只使星型膠質細胞興奮，起到改善精神分裂癥異樣行為的作用。根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，本發(fā)明中所述的改善精神分裂癥異樣行為的組合物中，其中，所述的攜帶光敏基因的慢病毒載體為含帶有GFAP-ChR2-eYFP質粒的慢病毒載體，其結構如圖1A所示。在本發(fā)明的一具體實施例中，所述的GFAP-ChR2-eYFP可采用如下方法構建，將含有光敏基因、綠色熒光標記基因及用于特定性標記膠質細胞的啟動子GFAP的質粒和與慢病毒包裝相關的混合質粒PCMV Δ R8.74、pMD2.G.一起，利用脂質體一起轉染至293FT細胞，培養(yǎng)后破膜得到含帶有GFAP-ChR2-eYFP質粒的慢病毒載體。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，本發(fā)明所述的特異性興奮星型膠質細胞的組合物中，其中，所述藍光為波長460?480nm的藍光，優(yōu)選為波長470nm的藍光。
[0016]另一方面，本發(fā)明提供特異性興奮星型膠質細胞的組合物在制備用于改善精神分裂癥異樣行為系統(tǒng)中的應用。例如特異性興奮星型膠質細胞的組合物為本發(fā)明所述組合物，所述的應用為本發(fā)明的組合物在制備用于改善精神分裂癥引起的先天恐懼弱化和/或焦慮系統(tǒng)中的應用。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，在本發(fā)明所述的應用中，其中，所述的改善精神分裂癥異樣行為系統(tǒng)是利用所述組合物中攜帶光感基因的病毒載體感染大腦基底外側杏仁核星型膠質細胞，并通過光照裝置對感染后的星型膠質細胞進行藍光光照刺激，以改善精神分裂癥異樣行為。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，在本發(fā)明所述的應用中，其中，所述藍光光照條件為:藍光波長470nm?480nm，光強1.1?2mW，光照頻率10?20Hz、占空比為1:1的光，持續(xù)5min以上。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，在本發(fā)明所述的應用中，其中，所述系統(tǒng)還包括用于將藍光傳導至感染后的大腦基底外側杏仁核星型膠質細胞的光纖，在本發(fā)明的一具體實施例中，采用200 μπι的光纖將光照裝置產(chǎn)生的光引入大腦基底外側杏仁核，對感染后的星型膠質細胞進行光調控。
[0020]另一方面，本發(fā)明還提供一種改善精神分裂癥異樣行為系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括本發(fā)明所述的組合物。例如，所述的精神分裂癥異樣行為是先天恐懼弱化和/或焦慮。
[0021]本發(fā)明的有益技術效果:本發(fā)明的技術可以精確地特異性興奮大腦基底外側杏仁核的星型膠質細胞，可以有效改善精神分裂癥異樣行為，較傳統(tǒng)的DBS或藥物治療，真正實現(xiàn)了特異性，具有重要意義。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例1中GFAP-ChR2_eYFP質粒示意圖以及感染含帶有該質粒的慢病毒的小鼠的腦片電生理實驗結果圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實施例1中小鼠大腦基底外側杏仁核的膠質細胞成功表達GFAP-ChR2-eYFP 的示意圖。
[0024]圖3為由他莫西芬誘導DISCl轉基因小鼠表型后與對照小鼠曠場實驗的結果圖。
[0025]圖4為光刺激DISC1::Astro型小鼠與野生型小鼠的高架迷宮實驗的結果圖。
【具體實施方式】
[0026]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結合具體實例對本發(fā)明的技術方案進行以下詳細說明，應理解這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照所屬領域的常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。
[0027]以下實施例中，所用原始試劑和材料均可商購獲得，或可按照現(xiàn)有技術的記載制備得到。
[0028]實施例1
[0029](