【摘要】：背景:海馬體結(jié)構(gòu)位于大腦顳葉內(nèi)側(cè)的基底部,是大腦邊緣系統(tǒng)的重要組成部分。海馬體對(duì)于人類(lèi)、靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物以及嚙齒類(lèi)動(dòng)物學(xué)習(xí)與記憶起到至關(guān)重要的作用。海馬體由多個(gè)亞區(qū)組成,其中CA1區(qū)被認(rèn)為是海馬體中的核心區(qū)域,因?yàn)檫@一區(qū)域是海馬體向外投射的主要腦區(qū),且功能最為復(fù)雜,與空間及場(chǎng)景的學(xué)習(xí)記憶均相關(guān),并在記憶的編碼、檢索以及召回等多個(gè)階段發(fā)揮著重要的作用。根據(jù)解剖背-腹側(cè)關(guān)系,可以將CA1分為背側(cè)CA1(d CA1)和腹側(cè)CA1(v CA1)。這兩個(gè)區(qū)域的神經(jīng)元有著截然不同的神經(jīng)投射和功能,d CA1主要與大腦皮層形成相互聯(lián)系,是學(xué)習(xí)與記憶的核心腦區(qū),而v CA1的功能目前還不十分明確。根據(jù)細(xì)胞的基因表達(dá),可以將小鼠v CA1的椎體神經(jīng)元分為三個(gè)亞群(Wfs1、Trpc4和Htr2c)。在這三個(gè)v CA1的神經(jīng)亞群中,Htr2c神經(jīng)元的相關(guān)環(huán)路與功能仍未被研究。目的:研究小鼠v CA1區(qū)域Htr2c神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)、環(huán)路以及功能。方法:采用CRISPR/Cas9系統(tǒng)制作背景為C57BL/6的轉(zhuǎn)基因敲進(jìn)小鼠Htr2c-i Cre(Serotonin Receptor Type-2c,Improved Cyclization Recombination Enzyme),并以3月齡的Htr2c-i Cre轉(zhuǎn)基因雄性小鼠為研究對(duì)象。采用腦立體定位注射的方法注射Cre重組酶依賴(lài)的腺相關(guān)病毒,標(biāo)記雙側(cè)v CA1的Htr2c陽(yáng)性神經(jīng)元,通過(guò)免疫熒光染色確定被標(biāo)記的神經(jīng)元的具體類(lèi)型及分布特性。抑制Htr2c神經(jīng)元活性,通過(guò)行為學(xué)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力、注意力以及運(yùn)動(dòng)能力等。使用順/逆行神經(jīng)環(huán)路示蹤病毒尋找v CA1區(qū)Htr2c神經(jīng)元特異的下游腦區(qū)。采用離體電生理結(jié)合光遺傳的手段驗(yàn)證環(huán)路是否存在功能性連接。使用病毒激活/損傷神經(jīng)環(huán)路并進(jìn)行行為學(xué)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果:通過(guò)免疫熒光染色,確定被標(biāo)記的神經(jīng)元為Htr2c陽(yáng)性神經(jīng)元,是v CA1區(qū)域的一個(gè)興奮性神經(jīng)元亞群,分布在靠近多形層的錐體細(xì)胞層的深層部分。抑制Htr2c神經(jīng)元活性,導(dǎo)致小鼠的注意力下降。而激活該群神經(jīng)元可以提高小鼠的注意力。通過(guò)鈣成像觀察及在體單細(xì)胞記錄,確定Htr2c神經(jīng)元在小鼠注意過(guò)程中被激活。利用神經(jīng)環(huán)路示蹤病毒,順/逆雙向示蹤,發(fā)現(xiàn)Htr2c神經(jīng)元可以投射到中腦的EW核團(tuán),形成單突觸連接。離體電生理驗(yàn)證,確認(rèn)Htr2c-EW環(huán)路為單突觸興奮性神經(jīng)環(huán)路。EW細(xì)胞特異表達(dá)CCK基因,利用i CCK-Cre小鼠結(jié)合病毒特異降低EW神經(jīng)元活性并檢測(cè)小鼠注意力,與Htr2c神經(jīng)元相似,抑制EW神經(jīng)元活性,降低小鼠的注意力。使用光遺傳技術(shù),特異激活Htr2c-EW環(huán)路,發(fā)現(xiàn)激活該環(huán)路,小鼠注意力上升,而失活EW神經(jīng)元可抑制激活該環(huán)路所致的注意力提升。結(jié)論:1、Htr2c神經(jīng)元為v CA1興奮性神經(jīng)元的一個(gè)亞群;2、Htr2c神經(jīng)元調(diào)控注意;3、Htr2c神經(jīng)元直接投射到EW,建立單突觸連接,并通過(guò)這種連接調(diào)控注意。
【圖文】：

圖 1: 5-CSRTT 時(shí)程示意圖當(dāng)小鼠完成第五階段訓(xùn)練之后，進(jìn)入檢測(cè)階段。將 SD 調(diào)整為 1.5,1.0,0.5 s，每個(gè)SD 檢測(cè) 4 天，每天 50 次任務(wù)或時(shí)間達(dá)到 60min。完成每個(gè) SD 的檢測(cè)后，將 SD調(diào)為 2.0 s（第五階段），訓(xùn)練兩天。再調(diào)為下一個(gè) SD，進(jìn)行檢測(cè)。統(tǒng)計(jì)檢測(cè)階段的 correct，omission、premature、incorrect 的次數(shù)以及小鼠的獎(jiǎng)勵(lì)獲取時(shí)間（reward collection latency, RCL）和觸屏反應(yīng)時(shí)間(response latency, RL)。13.在體多通道記錄1. 電極：本實(shí)驗(yàn)使用 16 導(dǎo)的步進(jìn)式 tetrode 光電極，購(gòu)買(mǎi)自杭州紐頓公司。實(shí)驗(yàn)中使

圖 1：不同物種（嚙齒類(lèi)、靈長(zhǎng)類(lèi)以及人類(lèi)）海馬的解剖位置海馬的功能（1）認(rèn)知和記憶：1953 年，H.M.（Henry Gustav Molaison）為了治療癲癇，不得不切除顳葉內(nèi)側(cè)（包括海馬），隨后他被發(fā)現(xiàn)失去了很多記憶。此后幾十年，研究人員將海馬與人類(lèi)、靈長(zhǎng)類(lèi)和嚙齒類(lèi)動(dòng)物的記憶聯(lián)系在一起(3, 4)。大量的病歷顯示，病人在切除海馬后會(huì)患有失憶癥，比如瞬時(shí)逆行性失憶，這種海馬損傷伴隨失憶的現(xiàn)象在不同種類(lèi)的動(dòng)物模型上均可觀察到(5, 6)。海馬參與了多種形式的記憶，盡管關(guān)于具體某種形式的記憶是否單獨(dú)依賴(lài)與海馬仍然存疑，但是切除海馬后會(huì)出現(xiàn)多種形式的記憶(如情景記憶、空間學(xué)習(xí)或陳述性記憶)受損，，這一點(diǎn)不存在爭(zhēng)議。大多數(shù)關(guān)于動(dòng)物的行為學(xué)檢測(cè)都需要一定程度的積極或消極情緒(例如，饑餓/食物)來(lái)驅(qū)使動(dòng)物做出反應(yīng)。例如，評(píng)估嚙齒類(lèi)動(dòng)物海馬功能的常見(jiàn)測(cè)試情景
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：R338

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姜春玲,洪昭雄;腹側(cè)海馬在癲癇研究中的重要作用[J];大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào);1998年04期

2 姜春玲,王有偉,張萬(wàn)琴,洪昭雄;癲癇研究中背腹側(cè)海馬在功能上的差異[J];國(guó)外醫(yī)學(xué)(生理、病理科學(xué)與臨床分冊(cè));1999年03期

3 張開(kāi)~

本文編號(hào)：2643066