《警覺信息素喚醒作用及其神經環路》是依託蘭州大學，由邵玉峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：警覺信息素喚醒作用及其神經環路
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：邵玉峰
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
警覺信息素(APs)是種系生存中的重要通訊物質，供體釋放的APs可向同伴傳遞受傷、痛苦或捕食動物來襲等危險因素信息。APs的感受器是位於鼻前庭的Grueneberg神經節(GG)， GG的纖維經鼻背投向主嗅球後部。前期研究認為睡眠期嗅覺對一般氣味的刺激是不敏感的，但近期我們發現APs可喚醒非快動眼睡眠期小鼠並提出“APs激活GG神經元，經嗅球、杏仁體等中繼到達覺醒相關核團引發睡眠期的喚醒作用和覺醒期的維持作用”假說。本項目擬利用APs定向、定量投遞刺激，EEG/EMG記錄，睡眠覺醒時相解析及腦波能譜分析，光遺傳學，轉基因小鼠，結合嗜神經病毒順/逆跨突觸追蹤，透明腦與免疫螢光等技術手段，揭示APs對各睡眠時相的喚醒作用和覺醒維持作用的腦波特徵及神經傳導環路。預期結果將豐富嗅覺傳遞與睡眠覺醒調控理論及個體間信息交流方式。
結題摘要
警覺信息素（alarm pheromones, APs）是由個體釋放並向同種其它個體傳遞危險和傷害信息的物質，對生活在食物鏈下遊動物（如小鼠）的存活具有重要的意義。睡眠依據腦電、肌電等特徵劃分為非快動眼（non-rapid eye movement, NREM）和快動眼（rapid eye movement, REM）睡眠。小鼠生命1/2時間在睡眠中度過，已有的嗅覺“sensory gating”理論認為嗅覺在睡眠狀態下對一般氣味的感知減低，但需要躲避危險因素和天敵的捕食，APs能否喚醒睡眠中的小鼠尚且不知。本研究利用精準鼻腔氣味投遞睡眠記錄、行為學評估、嗅覺亞感受器官損毀、嗅覺行為學評估、嗜神經病毒標記結合免疫螢光雙標等技術闡明APs喚醒作用的環路基礎，c-Fos功能標記驗證APs喚醒作用的神經環路。重要成果與關鍵數據：（1）APs喚醒NREM睡眠期的小鼠，其主要成分SBT喚醒NREM睡眠期的作用強於APs。APs、SBT及小鼠天敵狐狸釋放的TMT（trimethylthiazoline）均具有引發焦慮樣行為的作用。SBT引起REM睡眠期小鼠的覺醒。（2）切斷Grüeneberg神經節軸突（anotomy of axons of the Grüeneberg ganglion, GGAxo）不改變睡眠結構和主嗅覺功能。SBT可喚醒處於NREM和REM睡眠時期的GGAxo小鼠，但喚醒作用減弱，主要表現在投遞結束後覺醒時間減少。犁鼻器切除（excision of the vomeronasal organ, VNOX）使睡眠結構片段化，覺醒時間增加。VNOX 不改變主嗅覺功能。SBT可喚醒處於NREM和REM睡眠時期的VNOX小鼠，但喚醒作用減弱，主要表現在投遞期覺醒時間減少。（3）嗅球注射單純皰疹病毒（herpes simplex virus, HSV）後雙側藍斑（locus coeruleus, LC）可見HSV標記神經元大部分與絡氨酸羥化酶（tyrosine hydroxylase, TH）共標記。鼻腔投遞SBT與Air相比較，LC中活動神經元標記物c-Fos蛋白表達顯著增多。提示APs可能經GG和VNO感知並激活LC去甲腎上腺素能神經元發揮喚醒作用。本項目成果豐富了嗅覺對睡眠調控的理論，為個體信息交流提供理論依據。亦可為農業生產中鼠害防控提供新策略。
