钟毅课题组-1

发布日期:2015-05-01 来源:本站

重要研究进展

记忆提取作为学习和记忆过程中的重要时相,与焦虑症、创伤后应激障碍(PTSD)等精神疾病的病理过程密切相关。但由于其在记忆过程中的特殊性和作用时间的短暂性,使得人们对参与其中的基因和神经网络知之甚少。为此,我们将研究的目标聚焦在(1)与记忆提取密切相关的基因及其作用机制,(2)参与记忆提取过程的神经环路基础。

在之前的研究中,我们发现NF1基因和果蝇的一些神经回路对记忆的提取有非常重要的影响。例如,我们发现在野生型背景上全神经元过表达NF1基因也会增强果蝇奖赏性长时程记忆的表现,并进一步发现这种增强作用不是在果蝇嗅觉记忆处理中心蘑菇体,而是锁定在除蘑菇体以外的一小部分神经元中。我们还对其中的一些神经元进行了功能成像的活体观察,发现耦合训练后的果蝇对伴随非条件性刺激的气味产生了响应,而条件性刺激与非条件性刺激没有耦合的对照组果蝇当中,没有产生相应的现象。

基于之前的研究,近半年的研究工作集中在以下几个方面:

(1)       在初步筛选出的神经元中表达光激活的光遗传学工具,在记忆提取的过程中用光去激活这些神经元,发现相对于没有表达光遗传学工具的对照组,这些神经元的激活能显著提高记忆的提取表现。

(2)       我们在筛选出的与记忆提取相关的神经回路中,对这些回路的性质进行了研究。为此,我们利用免疫荧光技术,通过将这些回路中表达的绿色荧光蛋白与一些标记蛋白的共定位实验,来确定这些神经回路的性质。

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1 绿色荧光蛋白与标记蛋白的免疫荧光共定位

图中所示为荧光标记了的果蝇中央脑组织的局部。绿色指示的是利用GAL4-UAS系统表达的绿色荧光蛋白,而红色指示的是标记蛋白的分布。白色部分则是绿色荧光蛋白和标记蛋白都具有的神经结构。

(3)       由于初步筛选出的神经回路中含有不同性质的神经元,而利用活体功能成像的技术无法确切地知道究竟是哪些位置的神经元参与到了学习记忆当中,因此我们引入了一种新的工具果蝇。将不同的gal4果蝇与这种工具果蝇杂交,其后代果蝇的gal4标记的神经元中,发生兴奋的神经元会在细胞膜的表面表达绿色荧光蛋白,从而被标记出来。通过对比都经过了耦合训练、但经过了或未经过记忆提取的果蝇的绿色荧光蛋白在gal4神经元中的表达情况,我们不仅再次证明了初步筛选的有效性,也更加精细地定位了参与记忆提取的神经元。