島葉皮層突觸可塑性的非經典離子通道機制

《島葉皮層突觸可塑性的非經典離子通道機制》是依託上海交通大學，由劉明剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：島葉皮層突觸可塑性的非經典離子通道機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉明剛
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

島葉皮層是哺乳動物腦內一個重要結構，參與諸多生理功能和疾病過程。申請人長期致力於島葉皮層突觸可塑性研究，率先在成年小鼠的島葉皮層成功誘導長時程增強（LTP）和長時程抑制（LTD），但這些突觸可塑性的形成機制和功能意義有待進一步研究。酸敏感離子通道（ASIC）是一類由胞外質子激活的陽離子通道，在大腦皮層高表達，並且已有證據表明ASIC亞基1a基因敲除損害海馬皮層LTP，但ASIC1a是否以及如何影響島葉皮層LTP和LTD尚未見文獻報導。本項目擬運用常規和島葉皮層條件性基因敲除、藥理學、病毒攜帶基因干預/解救、腦片膜片鉗、離體多通道陣列記錄分析、生物化學與分子生物學等多種技術手段，研究ASIC在島葉皮層的表達定位及其對島葉基礎突觸傳遞以及突觸可塑性的影響，並揭示ASIC1a貢獻島葉突觸可塑性的分子機制,為進一步闡明島葉突觸可塑性的發生機理提供新思路,也為加深理解ASIC的生理功能提供新依據。

結題摘要

島葉皮層作為哺乳動物體內一個非常重要的結構已被報導參與調節諸多機體的生理功能，如疼痛感受，味覺記憶的形成儲存，以及自我意識等等。但島葉參與這些行為過程的突觸基礎和細胞分子機制仍不清楚。酸敏感離子通道（ASIC）是一類由質子激活的非選擇性陽離子通道。大量前人研究集中在探索ASIC在各類神經系統疾病發生髮展中的作用。但相比之下，該通道的突觸生理功能研究較少。本項目綜合運用腦片膜片鉗、離體多通道陣列記錄分析、分子遺傳學、生物化學與細胞生物學、急性病毒在體干預、行為學等多學科交叉實驗手段，圍繞島葉皮層突觸可塑性的非經典離子通道機制這一核心問題，深入系統地研究了ASIC1a亞基在島葉皮層的表達及其對基礎突觸傳遞和各類突觸可塑性現象的影響，揭示了ASIC1a調控島葉LTD的詳細分子機制，闡明了ASIC1a介導的LTD在味覺厭惡記憶消退過程中的關鍵作用。另外，項目組還拓展研究了ASIC1a在海馬和前扣帶回皮層的突觸可塑性中的貢獻及其可能的工作機制和病理生理意義。上述研究結果有助於加深理解島葉突觸可塑性的新機制，也豐富了ASIC1a突觸功能的理論框架。本項目已在《Nature Communications》、《Scientific Reports》、《Neuropharmacology》等國際學術期刊發表論文3篇，申請中國發明專利1項，協助培養博士研究生3名。項目組成員共參加國內外學術會議5人次，圓滿完成了預期目標。