《光感受調控負性情緒的神經環路研究》是依託中國科學技術大學，由薛天擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：光感受調控負性情緒的神經環路研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：薛天
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
感光不但能幫助我們獲得圖像感知，還控制一系列重要的生理功能，包括生物鐘的光調節，情緒調節，瞳孔光反射，睡眠等多種功能，這些統稱為“非成像視覺”功能。在一些神經病理條件下，光照變化也會引起認知和情緒的障礙（例如季節性情緒失調）。研究顯示介導非成像視覺的自感光視網膜神經節細胞（ipRGCs）對負性情緒相關核團（杏仁核、韁核）有直接投射，同時光對於生物鐘的調節又可以間接調控情緒相關核團。然而我們一直缺乏對於此“光-情緒”神經環路的組織結構、神經生理功能以及直接和間接環路之間相互關係的認識。本課題擬利用多種非成像視覺環路相關基因工程小鼠為模型，使用光遺傳、電生理、在體功能鈣成像、跨突觸病毒示蹤等多種技術手段解析光調控負性情緒的神經環路結構、功能及其分子細胞機制。
結題摘要
圍繞本重大研究計畫培育項目“光感受調控負性情緒的神經環路研究”，我們著重探究了（1）光對情緒直接調控的環路結構；（2）光-情緒直接投射環路的生理功能和意義；（3）光對情緒直接調控的分子機制。其中研究內容1,2緊扣計畫書設計，全面完成了研究計畫，3為原研究計畫的初步拓展。取得的主要成果如下： 1. 光對情緒直接調控的環路結構方面，我們結合使用經典的示蹤染料和新近廣泛使用的多種病毒示蹤工具，揭示了從視網膜的自感光視網膜神經節細胞（ipRGC）到外側韁核（LHb）邊緣區進一步投射至伏隔核核心區（NAcc）的投射結構，並且利用逆向標記手段對前端介導光信號的ipRGC亞型進行了細緻分析。更重要的，我們在篩選光-情緒直接投射環路關鍵核團的同時，繪製了視網膜/ipRGC中樞投射的全腦圖譜，尤其是結合fMOST成像技術，獲得了在單細胞解析度上的ipRGC全腦投射的三維連續圖譜，為後續的環路研究提供了重要的參考數據。 2. 光-情緒直接投射環路的生理功能和意義方面，我們通過建立紊亂光環境飼養的小鼠模型，提供了精確定量的研究光對情緒直接調控以及生物節律對該直接調控影響的平台。我們發現激活ipRGC至LHb邊緣區的投射可以誘發小鼠的類抑鬱表型；而另一方面，在光干擾下長期飼養的小鼠在節律不受影響的前提下會出現抑鬱表型，並且這種致抑鬱效果依賴於LHb邊緣區的功能。我們進一步使用突觸抑制病毒和抑制性化學遺傳學手段，證明了LHb邊緣區至NAcc投射也是介導紊亂光誘發負性情緒的關鍵通路。這些結果相結合共同表明了ipRGC-LHb邊緣區-NAcc的投射介導了光直接誘導的負性情緒。 3. 光對情緒直接調控的分子機制方面，我們進行了初步探索，發現LHb邊緣區投射至NAcc的主要是抑制性神經元，而且這些神經元的活性表現有晝夜差異，夜間比白天時更為敏感。這就解釋了光干擾模型中，光作為一種中性刺激為何引發抑鬱。 綜上，本項目研究在光感受調控負性情緒的神經環路結構、功能、和分子機制三個相輔相成的層次上取得了一批原創性成果，有助於我們對於情感的神經環路基礎進一步深入理解。
