创伤后应激障碍AtLAS KO小鼠模型

创伤后应激障碍（Post-Traumatic Stress Disorder，PTSD）是一种由重大创伤事件引发的心理健康障碍。创伤事件可能包括自然灾害、战争、暴力犯罪、严重事故或个体经历的其他极端事件。PTSD通常表现为长期的情绪和心理困扰，对生活质量造成显著影响。

动物模型是研究其病理机制和治疗方法的重要工具。通过模拟创伤性事件及其后续影响，这些模型帮助科学家探讨神经回路、分子机制及潜在的干预策略。小鼠由于其遗传背景清晰、行为可测量以及生物学相似性，被广泛用于模拟PTSD的核心症状，如恐惧记忆过度固化、情绪紊乱和社会行为改变。

今年一月，华中科技大学同济医学院刘丹教授与合作者在《The Journal of Clinical Investigation》发表研究论文《The interaction of Synapsin 2a and Synaptogyrin-3 regulates fear extinction in mice》，研究了突触蛋白 Synapsin 2a（Syn2a）和 Synaptogyrin-3（Syngr3）相互作用对小鼠恐惧消退的调节机制，发现 Syn2a 通过其 H 结构域与 Syngr3 的 91-99 位氨基酸残基结合，阻断突触前囊泡释放，破坏下边缘皮质（IL）- 基底外侧杏仁核（BLA）回路中的兴奋 / 抑制（E/I）平衡，导致恐惧消退受损，而阻断这种相互作用可改善恐惧消退，为创伤后应激障碍（PTSD）等相关疾病的治疗提供了潜在靶点。

展示 Syn2a 如何通过重塑 IL-BLA 神经环路来减缓恐惧消退的一个工作模型 (Shen XY, 2024)

Syn2a 水平的升高通过其特定的 H 结构域与 Syngr3 的 91–99 位氨基酸残基相互作用，导致突触前囊泡释放被阻断。这一阻断进一步破坏了 IL-BLA 环路中的兴奋性/抑制性（E/I）平衡，从而损害了恐惧消退。通过使用 P-2A 或 FDA 批准的抗 HIV 感染药物 Ritonavir 干扰 Syn2a 与 Syngr3 的结合亲和力，可以有效改善小鼠的恐惧消退能力。

论文中使用了研究者于2020年开发的基因编辑小鼠品系Syn2a–elevated (Syn2a-E)，由于该品系的构建敲除了synapsin II b区域一个被命名为AtLAS的长链非编码RNA，因此又可被称为AtLAS KO小鼠。此品系简介及代表性表型数据如下：

AtLAS KO小鼠

物种：小鼠

别称：Synapsin IIa-E（Synapsin IIa elevated）小鼠

品系全称：antisense long non-coding RNA of synapsin II(AtLAS)-KO 小鼠

基因简介：AtLAS是一种长链非编码RNA（AK013786），由于其基因定位于突触素（synapsin II）b区域，我们将其命名为antisense long non-coding RNA of synapsin II(AtLAS)。AtLAS可通过调控其下游靶基因 synapsin II 的转录前体 mRNA 的多聚腺苷酸化来调控synapsin II的两个转录本synapsin IIa以及synapsin IIb的表达，AtLAS KO小鼠即表现为synapsin IIa蛋白高表达和synapsin IIb蛋白低表达。

染色体：6号

NCBI ID: 20965

编辑类型：CRISPR/Cas介导的基因组工程

疾病相关：PTSD

遗传背景：C57BL/6

概要：AtLAS KO小鼠较野生型小鼠存在明显的恐惧记忆消退困难。其临床表现与人类创伤后应激障碍（PTSD）相似，可用于人类PTSD的研究，是一种较好的PTSD的动物模型。该小鼠可存活，繁殖能力强，没有明显的生理异常。

构建方案：采用CRISPR/Cas介导的基因组工程，AtLAS位于小鼠第六号染色体上。采用向导RNA加入Cas9核酸酶中，使受精卵中的AtLAS基因被Cas9核酸酶剪切，然后移植到母鼠中进行繁殖，即得到所述基因敲除模型小鼠 (Ma M, 2020)。

表型：AtLAS KO小鼠较野生型小鼠存在明显的恐惧记忆消退困难。通过对小鼠进行经典的线索性条件恐惧记忆消退范式，发现AtLAS KO小鼠与普通小鼠相比，在恐惧记忆获得上无明显差异，但在消退训练后，AtLAS KO小鼠僵直率明显高于普通小鼠，证明敲除鼠存在恐惧记忆消退困难，是良好的PTSD模型。

Syn2a 与恐惧记忆的消退相关 (Shen XY, 2024)

(A 和 B) 在 WT 和 Syn2a-E (AtLAS KO) 小鼠的 mPFC（内侧前额叶皮层）中对 Syn2a/b 蛋白表达水平进行的 Western blot 分析 (A) 和定量分析 (B)（n = 3 只小鼠）。

(C) 在 WT 和 Syn2a-E 小鼠的 mPFC 中对 Syn2a/b 相对 mRNA 水平进行的定量 PCR 分析（n = 3 只小鼠）。

(D) 在恐惧习得、恐惧消退提取 (extinction retrieval) 和恐惧消退过程中，WT 和 Syn2a-E 小鼠所有试验的平均僵直反应。

(E 和 F) 在恐惧消退训练阶段 (E) 和测试阶段 (F) 中 WT 和 Syn2a-E 小鼠的僵直反应（n = 12–14 每组）。

(G) WT 和 Syn2a-E 小鼠 BLA（基底外侧杏仁核）中间神经元的 sEPSCs（自发性兴奋性突触后电流）的代表性轨迹及频率和幅度的定量分析（来自 3 只小鼠的 10 个神经元）。

(H) IL（腹内侧皮层）注射部位的代表性显微照片。比例尺：1 mm。

(I) 来自 WT、小鼠对照组或 si-Syn2a 病毒感染的 Syn2a-E 小鼠 mPFC 区均质物中 Syn2a/b 蛋白的代表性 Western blot 条带 (左) 和定量分析 (右)（每组 n = 3）。

(J) 在恐惧习得、恐惧消退提取和恐惧消退过程中各试验的平均冻结反应。

(K 和 L) 在恐惧消退训练阶段 (K) 和测试阶段 (L) 的冻结反应（n = 7 每组）。

(M) 在不同惊吓幅度下起始反应的 PPI（预脉冲抑制）百分比比较（n = 8–9）。

(N) WT 和 Syn2a-E 小鼠的 BLA 中间神经元的 sEPSCs 的代表性轨迹及平均数据的频率和幅度（来自 3 只小鼠的 10 个神经元）。

统计分析：多组之间的比较使用单因素 (I 和 N) 或双因素 ANOVA (B, C, D, J 和 M)，随后进行 Bonferroni 事后检验；两组之间的比较使用双尾非配对 t 检验 (E–G, K 和 L)。*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001。值以均值 ± 标准误（mean ± SEM）表示。

同时，其它常见行为学中的实验数据结果表明，该小鼠在抑郁症、焦虑症、自闭症等相关行为学检测中均未出现障碍，提示其作为PTSD模型小鼠是具有特异性的。

意义：该小鼠不仅可以作为一个良好的创伤后应激障碍PTSD模型，今后可以应用于：

1.基础科学研究，如利用该小鼠探索PTSD发病的分子机理，神经环路机理，突触可塑性异常机理以及内外环境因素紊乱等在PTSD发病中的作用；

2.将该小鼠作为一种恐惧记忆消退困难的模型，用来研究恐惧记忆的形成、巩固、消退的基本神经生物学机制。

3.应用于PTSD相关药物的研发，如利用该小鼠作为PTSD的小鼠模型，进行各种药物筛选及药效评估，鉴定等工作。

如果您对AtLAS KO小鼠模型感兴趣或希望了解更多信息，请随时与我们联系。我们期待着与您的合作，共同开启生命科学研究的新篇章！

参考论文：

Ma M, Xiong W, Hu F, et al. (2020). A novel pathway regulates social hierarchy via lncRNA AtLAS and postsynaptic synapsin IIb. Cell Research 30, 105–118. https://doi.org/10.1038/s41422-020-0273-1

Shen XY, Zhang J, Huang HZ, et al. (2024). The interaction of Synapsin 2a and Synaptogyrin-3 regulates fear extinction in mice. The Journal of clinical investigation, 134(4), e172802. https://doi.org/10.1172/JCI172802

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