《伏隔核整合睡眠和學習記憶的神經生物學機制》是依託復旦大學，由王露擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：伏隔核整合睡眠和學習記憶的神經生物學機制
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王露
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
睡眠和學習記憶功能障礙已成為日益嚴重的社會和醫學問題。雖然睡眠和學習記憶有一定關聯，但睡眠和學習記憶之間的相互作用及其機制至今不明。依據研究進展和前期工作，我們假說伏隔核是整合睡眠和學習記憶的核心，推測伏隔核中D1和D2/A2A受體陽性神經元上谷氨酸能突觸傳遞在睡眠和學習記憶過程中發生可塑性變化，因而發揮整合睡眠神經環路和認知神經環路的重要作用。我們將運用高度自動化睡眠解析及學習記憶檢測平台、電生理、組織學、RNA干擾、光遺傳學和DREADD特異調控神經元活性等技術和方法，在D1R-Cre和A2AR-Cre動物中研究伏隔核整合睡眠和學習記憶的神經環路、突觸可塑性和分子機制。預期結果將揭示睡眠和學習記憶之間的關係，為建立治療睡眠和認知障礙有效方法提供新視野，同時，揭示伏隔核調控睡眠覺醒的神經環路、突觸特性和分子機制，將豐富和發展睡眠覺醒調節理論，為認識失眠機制提供重要的理論基礎。
結題摘要
雖然睡眠和學習記憶有一定關聯，但睡眠和學習記憶之間的相互作用及其機制至今不明。前期研究發現伏隔核既調控學習記憶又影響睡眠覺醒，但機制不明。本項目利用D1R-Cre和A2AR-Cre小鼠，運用在體鈣信號記錄神經元活性，光遺傳學和藥理遺傳學操控神經元活性，結合自動化睡眠解析及學習記憶檢測平台，揭示伏隔核中兩類主要的投射神經元在睡眠覺醒和學習記憶調控中的作用和神經機制。主要發現：1、伏隔核多巴胺D1受體（D1R）陽性神經元活性與覺醒高度相關。激活伏隔核D1R陽性神經元可將小鼠從睡眠中喚醒並延長清醒時間，同時，攝食行為減少。反之，抑制這一類神經元活性動物表現為睡眠增加，同時，出現築巢行為。通過離體電生理等方法研究神經環路，發現伏隔核D1R陽性神經元主要通過抑制中腦和外側下丘腦中GABA能中間神經元，使多巴胺能神經元和食慾素神經元去抑制，調控覺醒。伏隔核D1R陽性神經元直接調控覺醒，構成了伏隔核執行學習記憶等高級行為功能的基礎；2、激活伏隔核核心區而非殼區內腺苷A2A受體（A2AR）陽性神經元，小鼠睡眠量增加，反之，抑制該神經元，睡眠量減少。當小鼠出現行為動機時，伏隔核A2AR陽性神經元活性明顯被抑制，小鼠覺醒量增加，表明伏隔核A2AR陽性神經元調節動機行為缺乏性睡眠；3、激活背側紋狀體A2AR陽性神經元可增加小鼠活動期睡眠，而損毀外側蒼白球中小清蛋白（PV）陽性神經元可消除該睡眠增加作用，提示背側紋狀體A2AR陽性神經元通過控制外側蒼白球PV陽性神經元調控動物活動期睡眠；4、在運動技能學習過程中，活性調節的細胞骨架相關蛋白（Arc）在背側紋狀體呈區域和細胞特異性表達，並且這種特異性在運動技能學習的不同時期發生動態變化，提示Arc是背側紋狀體突觸可塑性變化的重要標誌物。這些發現豐富和發展睡眠覺醒和學習記憶調節理論，為睡眠障礙和學習記憶障礙治療提供新思路。期間在Nature Communications等刊物上發表署名此基金號的SCI論文7篇。
