취약성 X 증후군 모델로서 Fmr1-KO 마우스의 세로토닌 경로, 파발부민 수치 및 신경염증의 변화

활동성 증가, 과잉행동, 불안, 반복적 행동을 보이는 Fmr1-KO 마우스의 주요 표현형 특성을 평가한 후(행동 뉴스레터), 이제 어린 Fmr1-KO 마우스의 뇌 병리학적 특징을 평가했습니다.
Fmr1-KO 마우스에서 엑손 5의 Fmr1 유전자는 네오마이신 내성 카세트로 200개 이상의 CGG 반복으로 대체됩니다.
따라서 동물은 가장 흔하게 유전되는 지적 장애의 형태이자 자폐 스펙트럼 장애(ASD)의 단일 원인인 취약성 X 증후군을 모델링하는 데 유용한 유전적 도구를 제공합니다.
Fmr1-KO 마우스에서 질병 관련 행동 변화를 확인한 후, 이제 질병별 바이오마커에 분석의 초점을 맞춰 세로토닌 신호 전달 경로의 마커인 세로토닌 수송 단백질(5-HTT), 신경세포의 마커인 파발부민(PV), 미세아교세포의 마커인 Iba1, 성상세포의 마커인 GFAP의 수준을 다양한 뇌 영역에 대해 평가했습니다.
연구 결과, 7주령이 되었을 때 5-HTT 수치는 C57Bl/6J 마우스에 비해 Fmr1-KO 마우스의 꼬리배엽에서 크게 증가한 반면 피질과 해마에서는 변화가 없었습니다(그림 1B)(그림 1A, C).
같은 연령의 Fmr1-KO 마우스의 PV 수준을 평가한 결과, 피질의 수준이 크게 증가한 반면(그림 1E), 꼬리배상과 해마의 수준은 변하지 않았습니다(그림 1F, G).
해마에서의 5-HTT 라벨링과 피질에서의 PV 라벨링의 대표 이미지가 그림 1D와 H에 나와 있습니다. 그림 1: 생후 7주 된 Fmr1-KO 및 C57BL/6J 마우스의 세로토닌 수송체 단백질(5-HTT) 및 PV의 정량화.
피질의 5-HTT 발현 수준(A-C) 및 파발부민(E-G)(A,
E), 꼬리배엽(B,
F) 및 해마(C,
G)의 면역 반응(IR) 면적을 백분율로 평가한 값입니다.
C57BL/6J 및 Fmr1-KO 뇌 섹션의 해마(빨간색, D) 또는 피질(녹색, H)에서의 5-HTT(파란색), DAPI(파란색), PV(녹색)의 대표 이미지.
짝을 이루지 않은 t-검정.
그룹당 n = 5.
평균 + SEM.
*p<0.05.
CX, 피질; HC, 해마; PV, 파발부민.
Fmr1-KO 마우스에서 Iba1 면역 반응성을 정량화 한 결과 꼬리 돌기 (그림 2B)에서 유의하게 증가한 수준을 보였지만 피질과 해마 (그림 2A, C)에서는 그렇지 않았으며 이는 꼬리 돌기에서 신경 염증의 마커로서 활성화 된 미세 아교 세포가 심각하게 증가했음을 나타냅니다. Fmr1-KO 마우스의 GFAP 면역 반응성을 분석한 결과 피질과 꼬리겉질에는 변화가 없었지만(그림 2E, F) 해마에서는 GFAP 수치가 크게 증가한 것으로 나타났습니다(그림 2G).
그림 2D와 H에는 꼬리배엽의 Iba1 표지 및 해마의 GFAP 표지의 대표 이미지가 나와 있습니다. 그림 2: 생후 7주 된 Fmr1-KO 및 C57BL/6J 마우스에서 Iba1 및 GFAP의 정량화.
피질 (A. C) 및 GFAP (E-G)의 Iba1 (A,
E), 꼬리배엽(B,
F) 및 해마(C,
G) 면역 반응(IR) 영역으로 백분율로 평가한 수치입니다.
C57BL/6J 및 Fmr1-KO 뇌 절편에서 꼬리겉질에서 NeuN(파란색) 및 Iba1(녹색, D), 해마에서 DAPI(파란색) 및 GFAP(녹색, H)의 대표 이미지.
짝을 이루지 않은 t-검정.
그룹당 n= 5.
평균 + SEM.
**p<0.01; ***p<0.001.
CPu; 꼬리 미상; HC, 해마.
요약하면, 이 데이터는 Fmr1-KO 마우스가 세로토닌 신호와 신경세포 네트워크가 교란되고 신경염증성 병리가 뚜렷하다는 것을 보여줍니다.
흥미롭게도 관찰된 모든 병리 현상은 지역적으로 매우 특이적이어서 이 마우스는 새로운 ASD 화합물의 효능을 분석하는 데 이상적인 모델입니다. 지금 바로 연락하여 Fmr1-KO 마우스 연구를 시작하세요!