Neurosci Bull︱王守岩/仇子龙团队报道MECP2倍增综合症中与社交障碍相关的前额叶异常神经振荡

来源︱神经科学通报责编︱王思珍编辑︱夏  叶

甲基化CpG结合蛋白2（Methyl-CpG-binding protein 2，MeCP2）对于哺乳动物中枢神经系统维持正常功能具有重要的作用[1-2]。MeCP2异常高表达会导致MECP2倍增综合症，该病症归属于孤独症谱系障碍并以社交障碍为核心表型[3-4]。已有的研究结果显示，MECP2倍增综合症中内侧前额叶皮质（mPFC）在社交障碍中具有重要作用[5-6]。然而，MeCP2异常高表达是否会导致mPFC的异常神经活动以及该异常神经活动与社交障碍表型间的相关性仍然有待探索。

近日，复旦大学工程与应用技术研究院智能机器人研究院/复旦大学类脑智能科学与技术研究院王守岩课题组与中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/复旦大学附属华山医院国家老年疾病临床医学研究中心仇子龙课题组合作在Neuroscience Bulletin上发表了题为“Abnormal Prefrontal Neural Oscillations are Associated with Social Deficits in MECP2 Duplication Syndrome”的论文，揭示了MECP2倍增综合症中与社交障碍相关的前额叶异常神经振荡。

在该研究中，作者建立了MECP2转基因大鼠作为MECP2倍增综合症的疾病动物模型，并通过社交互动行为学分析评估了该转基因大鼠的社交能力。研究结果显示，MECP2转基因导致了大鼠主动社交行为时间和频次、被动社交行为时间和频次以及总社交时间相较于野生型（WT）对照的显著下降，表明MECP2转基因大鼠出现显著的社交障碍表型。

通过在MECP2转基因大鼠以及WT对照的mPFC埋植双侧的多通道电极，作者分别在单独条件与社交条件下记录了表征神经振荡的局部场电位（LFP）信号并进行了2–90Hz的功率谱分析。研究结果显示，MECP2转基因大鼠表现出对于社交互动的神经响应异常，社交互动可增强MECP2转基因大鼠高gamma频段的同步化，但导致WT对照高beta频段的去同步化。同时MECP2转基因大鼠也表现出在单独条件下theta、alpha和低gamma频段神经振荡功率的异常（图1）。

图1 MECP2倍增导致大鼠表现出社交行为障碍和内侧前额叶神经振荡异常。A–F 转基因大鼠及野生型对照的社交行为评估（A）主动社交时间，（B）被动社交时间，（C）总社交时间，（D）主动社交频次，（E）被动社交频次，（F）社交逃避频次。G 预处理后的局部场电位信号。H 转基因大鼠及野生型对照在单独和社交条件下的功率谱（2-90赫兹）。I 野生型大鼠在每个频段对社交条件的神经响应。J 转基因大鼠在每个频段对社交条件的神经响应。K 单独条件下转基因大鼠与野生型对照在每个频段下局部场电位功率的比较。L 社交条件下转基因大鼠与野生型对照在每个频段下局部场电位功率的比较。

（图源：Li X, et al., Neurosci Bull, 2022）

接着，更进一步地，作者对社交互动的神经响应及社交条件下神经振荡与社交障碍间的关系通过Spearman相关性进行了评估，研究结果显示，MECP2转基因大鼠其高gamma频段神经响应与主动社交时间显著负相关，其theta和alpha频段神经响应与被动社交时间显著负相关，而beta频段则显著正相关。与之形成对应的是，野生型对照表现出gamma频段神经响应与社交总时间的显著正相关。在神经振荡功率方面，MECP2转基因大鼠表现出低beta频段与主动社交时间、gamma频段与社交总时间的显著负相关（图2）。

图2 MECP2转基因大鼠与野生型对照的神经振荡和社交行为间的相关性。A 60–90赫兹功率差与主动社交时间的相关性；B 12–20赫兹功率与主动社交时间的相关性；C 4–12赫兹、12–35赫兹功率差与被动社交时间的相关性；D 35–90赫兹功率差与总社交时间的相关性；E 35–90赫兹功率与总社交时间的相关性。

（图源：Li X, et al., Neurosci Bull, 2022）

文章结论与讨论，启发与展望综上所述，该研究发现了MECP2倍增综合症mPFC中神经振荡的异常特征，并建立了神经振荡与社交行为之间的相关性，显示了gamma神经振荡与社交障碍间的重要关系，以及不同频率的神经振荡与不同类型的社交行为相关。这些结果对通过探索孤独症模型的神经振荡机制来阐明其核心疾病表型具有重要意义。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-022-00963-1

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本文完