北大黄卓课题组在《Biological Psychiatry》发表JADE2调控记忆和认知功能的研究

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个体在青春期时，往往喜欢选择一个人待着。例如，很多孩子放学回家把自己关在房间里，也许什么都不做，即使是空想的时候也不希望有人来打扰。这种独处的现象对青少年来说是好还是不好呢？这是很多家长以及教育工作者都非常关心的话题。

2022年5月22日，北京大学IDG麦戈文脑研究所、药学院黄卓课题组，在国际著名精神病学杂志《Biological Psychiatry》在线发表了题为“JADE2 is essential for hippocampal synaptic plasticity and cognitive functions in mice”的研究论文。该研究深入阐明了表观遗传分子JADE2在海马突触可塑性和学习记忆以及认知中的重要作用及其分子机制。

外界环境时时刻刻改变我们基因的表达，从而使我们适应外界复杂的环境变化。环境与基因的相互作用同样影响许多神经精神系统疾病的发生和发展（如认知障碍、阿尔兹海默症等），但其机制仍不清楚。

黄卓课题组首次应用化学遗传学模型，筛选出受环境应激调控的表观遗传因子JADE2。当神经网络兴奋性增强时，细胞核内JADE2的表达明显增加。该研究团队利用电生理学、分子生物学和动物行为学等实验，发现当JADE2敲低或敲除时，小鼠海马CA1锥体细胞的自身兴奋性没有明显变化，但突触功能会明显受损，并且树突棘数目显著减少。同时，长时程增强作用（Long term potentiation， LTP）明显减弱，以及小鼠的学习记忆能力显著下降。反之，当JADE2过表达时，小鼠的突触传递及可塑性功能明显增强，学习记忆能力大幅提高。通过RNA-seq高通量测序和染色质免疫共沉淀技术，课题组发现JADE2通过组蛋白乙酰化转移酶HBO1来调节细胞骨架蛋白RAC1的转录，进而调控突触可塑性和小鼠认知功能。

该研究成果为神经网络兴奋性（环境信息）和记忆形成之间提供了一个分子层面的连接者，同时提示JADE2可以作为改善学习记忆和提高认知药物的一个潜在靶标。

黄卓研究员和刘永清博士为本论文的共同通讯作者，博士研究生范明华和刘永清博士为本论文的共同第一作者。该工作获得了国家自然科学基金和科技部项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2022.05.021

课题组介绍

黄卓

北京大学药学院研究员

北京大学IDG麦戈文脑科学研究所PI

研究兴趣

神经元的兴奋性取决于细胞表面离子通道的亚细胞分布、表达数量及其生物物理学特征。神经细胞兴奋性失常会导致许多神经或精神系统疾病，如癫痫病，抑郁症，神经痛等。本研究组主要应用离体脑切片和整体动物模型，通过采用细胞体电生理记录（somatic patch-clamping）、树突电生理记录（dendritic patch-clamping）、双光子显微钙离子荧光成像（two-photon calcium imaging）及谷胱氨酸释放（glutamate uncaging）等技术以揭示离子通道在不同亚细胞结构中的表达水平及其生理学功能，探索其在特定神经精神系统疾病中的病理学变化，并开展基于离子通道靶标的活性化合物筛选工作。

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