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脆性X综合征是常见的遗传性智力低下性疾病，临床症状表现为不同程度的智力低下、注意力缺陷、焦虑伴情绪波动、强迫症、自闭症等。致病基因—FMR1基因(fragileXmentalretardation1)三核苷酸重复序列异常扩增导致编码产物脆性X智力低下蛋白(fragileXmentalretardationprotein，FMRP)减少或缺失。形态学研究发现脆性X综合征患者和FMR1基因敲除小鼠树突棘的成熟和修剪障碍，树突棘呈明显瘦长、扭曲的幼稚形态，不成熟的树突棘形成突触的能力严重受损。对FMR1基因敲除小鼠的电生理研究也发现海马区代谢性谷氨酸受体(metabotropicglutamatereceptor，mGluR)所触发的长时程抑制(Long-termDepression，LTD)延长，长时程增强(Long-termPotentiation，LTP)不变。上述研究从结构和功能两方面都表明FMRP缺乏可导致突触可塑性改变。因海马的可塑性是学习记忆的基础，故目前认为其可塑性的改变是脆性X综合征智能低下的主要机理。但是FMRP如何影响突触可塑性至今仍不清楚，目前已证实FMRP是一种mRNA结合蛋白，推测FMRP可能通过调节与神经系统发育有关的蛋白的合成来发挥作用。已有报道脆性X综合征中微管相关蛋白1B(microtubuleassociatedprotein1B，MAP1B)的含量增加，认为可能是受FMRP调节的蛋白。此外动物实验发现激活mGluR能产生与脆性X综合征病理变化和临床症状非常相似的一些改变，推测mGluR过度激活可能参与脆性X综合征的发病机制。为明确FMRP的缺失是否导致mGluR途径过度激活，FMRP能调节哪些依赖mGluR途径合成的蛋白，本实验拟通过观察FMR1基因敲除小鼠(knockout，KO)和野生型小鼠(wildtype，WT)培养海马神经元用mGluR激动剂DHPG((S)-3，5-Dihydroxyphenylglycine)或抑制剂PHCCC(N-Phenyl-7-(hydroxyimino)cyclopropa-[b]chromen-1a-carboxamide)处理后树突棘形态变化和FMRP、MAP1B和突触体素蛋白含量的改变，探讨mGluR在脆性X综合征发病机制中的作用，以及mGluR抑制剂可否逆转由FMRP缺失导致的树突棘生长发育障碍，为研究脆性X综合征的发病机理和寻找治疗方案提供一定的依据。
材料与方法：FMR1基因敲除小鼠和野生型小鼠基因型鉴定后，取新生小鼠做原代海马神经元培养。培养的第7天给予mGluR激动剂DHPG(100μM)和抑制剂PHCCC(30μM)，培养海马神经元根据基因型和干预因素的不同分为6组(WT对照组、WT激动组和WT抑制组；KO未处理组、KO激动组和KO抑制组)。药物干预1小时后每组神经元各取部分抽提蛋白，用免疫印迹法检测FMRP、MAP1B和突触体素Ⅰ的蛋白含量。余下部分神经元24小时后用荧光染料DiI标记，在共聚焦显微镜下观察树突棘的长度和密度。本实验共培养神经元10批。
结果：1.KO和WT小鼠培养海马神经元树突棘长度和密度的观察KO未处理组树突棘较WT对照组变长变细(P＜0.01)；mGluR激动后KO小鼠和WT小鼠树突棘均较未处理前延长(P＜0.01)；mGluR抑制后WT小鼠树突棘较对照组未见变化，KO小鼠较抑制前变短(P＜0.01)。树突棘密度在不同的基因型和不同干预组间均未见显著性差异。
2.KO和WT小鼠培养海马神经元细胞蛋白表达的检测2.1FMRP：KO小鼠培养海马神经元没有FMRP表达。在WT组培养7天海马神经元，mGluR激动后FMRP含量较对照组增高(P＜0.01)，mGluR抑制后FMRP较对照组未见变化。
2.2MAP1B：KO未处理组培养7天海马神经元MAP1B蛋白含量较WT对照组增高(P＜0.01)；给予DHPG后，KO激动组和WT激动组MAP1B蛋白含量均较自身对照组增加(P＜0.01)；给予PHCCC后，WT抑制组MAP1B蛋白含量较WT对照组未见明显变化，KO抑制组MAP1B蛋白含量较KO未处理组下降(P＜0.01)。
2.3突触体素Ⅰ：KO未处理组突触体素Ⅰ含量相对WT对照组降低(P＜0.05)，而代谢性谷氨酸受体激动或抑制对突触体素Ⅰ蛋白合成未见明显影响。
小结：1.体外实验证实FMR1基因敲除小鼠培养海马神经元树突棘长度增加，而密度未发现变化。
2.MAP1B蛋白含量在FMR1基因敲除小鼠培养海马神经元明显增高，说明FMRP可能负性调节MAP1B。
3.mGluR激动会导致FMR1基因敲除小鼠培养海马神经元MAP1B含量增加和树突棘延长。
4.抑制mGluR能部分逆转FMR1基因敲除小鼠树突棘形态异常和MAP1B表达异常。