RSp53（或BAIAP2）是一种兴奋性突触后支架/衔接蛋白，参与肌动蛋白调节，与自闭症谱系障碍、精神分裂症和注意力缺陷/多动障碍有关。小鼠IRSp53缺失导致NMDA受体（NMDAR）功能增强和对NMDAR抑制有反应的社会缺陷。然而，目前尚不清楚成年IRSp53突变小鼠大脑发育完成后IRSp53的再表达是否能逆转这些突触和行为功能障碍。

2022年8月18日，韩国科学技术高等研究院（KAIST）生物科学系Hyun Kim和 Eunjoon Kim课题组在Communications Biology上发表了题为Adult re-expression of IRSp53 rescues NMDA receptor function and social behavior in IRSp53-mutant mice的研究论文，证明了成年IRSp53突变小鼠重新表达IRSp53可以治疗其突触功能和社交行为缺陷。

首先，课题组通过形态学实验证明PHP.eB-IRSp53可在成年IRSp53 cKO小鼠的不同脑区的兴奋性神经元中驱动IRSp53再表达。为了测试IRSp53再表达是否能够挽救成年IRSp53 cKO小鼠的行为学缺陷以及其过表达对WT小鼠的影响，课题组在IRSp53 cKO和WT小鼠出生后第八周于后眶窦（retro-orbital sinus, RO ）注射PHP.eB-IRSp53，并于出生后第12周进行行为学测试，结果显示：社交测试（direct social interaction test）中IRSp53 cKO小鼠与陌生鼠的身体接触时间和鼻对鼻（nose-to-nose interaction）接触时间减少，而PHP.eB-IRSp53给药后显著增加其鼻对鼻接触时间。而在三箱社交测试（three-chamber social-interaction test）中，IRSp53 cKO小鼠对物体和陌生鼠的探索时间没有差异，而PHP.eB-IRSp53给药后可以显著增加其对陌生鼠的探索时间。

这些结果表明PHP.eB-IRSp53给药使IRSp53再表达可以显著缓解成年IRSp53 cKO小鼠的社交障碍。随后，课题组又对小鼠的运动表型和焦虑样行为进行测试，并发现四组小鼠在旷场测试、高架十字迷宫和明暗室转换实验中表型没有差异，即IRSp53并不影响小鼠运动表型和焦虑样行为。

图1|社交行为学测试结果及分析

过去研究表明IRSp53的缺乏将会导致海马NMDAR功能强化。考虑到mPFC在调控社交行为中的重要作用，课题组继续研究该脑区的NMDAR功能是否也发生了改变。对mPFC第五层椎体神经元的电生理记录结果显示：IRSp53 cKO鼠和过表达IRSp53的WT鼠NMDAR和AMPAR介导的EPSC的比值（NMDA/AMPA ratio）增加。过去研究表明NMDAR是沉默突触（silent synapses）中的重要受体，因此上述结果可以用沉默突触数量的变化来解释。

课题组分析了过表达IRSp53的WT神经元和重新表达IRSp53 的cKO神经元的沉默突触，电生理结果表明，过表达IRSp53的WT神经元中沉默突触介导的EPSC增加，而重新表达IRSp53的第5层IRSp53-cKO锥体神经元的沉默突触保持在正常水平。此外，成对脉冲比率（PPR）结果显示过：IRSp53 cKO神经元和过表达IRSp53的WT神经元PPR值增加，而重新表达IRSp53的cKO神经元PPR值恢复到正常水平。这些结果表明: IRSp53 cKO神经元重新表达IRSp53可缓解其NMDAR功能的过度强化及由此引发的突触前递质释放异常。

图2|重新表达IRSp53使IRSp53 cKO皮质神经元中的NMDA/AMPA比率正常化

由于递质释放异常将影响兴奋性突触传递的频率的频率。因此课题组继续对mPFC第五层椎体神经元的mEPSCs进行记录，结果显示：PHP.eB-IRSp53给药使WT和IRSp53-cKO小鼠的mEPSC频率降低，mIPSC的幅度增加，即WT小鼠中的IRSp53过表达和IRSp53 cKO小鼠中的IRSp53重新表达将诱导兴奋性突触传递降低和抑制性突触传递增加。

图3|mEPSCs的记录结果及分析

总的来说，本文的结果表明血脑屏障渗透剂——PHP.eB可用于驱动IRSp53在成年小鼠大脑中特定细胞类型中的重新表达，并使IRSp53 cKO小鼠的突触和社交行为缺陷正常化。该研究肯定了PHP.eB介导的基因治疗方案的应用前景。