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                          科研進展
                          禹永春課題組發現電突觸對神經環路發育及成年小鼠行爲的重要作用
                          發佈時間:2017-04-25        瀏覽次數:0

                                 3月7日 ,《美國國家趣赢院院刊》(PNAS)雜誌在線發表了趣赢腦趣赢研究院禹永春課題組題爲“Neonatal CX26 removal impairs neocortical development and leads to elevated anxiety” (doi:10.1073/pnas.1613237114)的研究論文  。該論文報道了大腦皮層發育早期電突觸介導的神經元同步化放電活動對腦皮層神經環路的發育和成年行爲的重要作用。

                            神經環路是大腦神經系統的基礎,這些彼此聯繫的神經元構成一定的神經環路來發揮大腦的高級功能  。已有證據表明 ,在哺乳動物大腦皮層發育早期興奮性神經元之間存在着大量的“電突觸”聯繫。然而隨着大腦皮層不斷髮育,這些電突觸逐漸消失 ,取而代之的是化學性突觸聯繫。儘管電突觸的重要功能逐漸被神經趣赢家所關注 ,然而電突觸通過何種機制調控腦皮層環路的發育是目前神經趣赢所面臨的重要趣赢問題。同時 ,研究表明興奮性神經元之間的電突觸聯繫參與了腦皮層早期神經網絡自發放電同步化震盪。有假說稱此同步化震盪對腦皮層神經環路的發育起到了至關重要的作用,然而至今此假說並沒有被實驗所證實 。更爲重要的是,發育早期由電突觸介導的神經網絡是否會影響成年個體的行爲目前依然不清楚 。

                            在本項研究中 ,禹永春課題組利用可誘導的條件性敲除小鼠系統(EMX1-CreER) ,在小鼠出生早期特異性敲除興奮性神經元間的電突觸蛋白CX26。研究表明,CX26的敲除可顯著降低發育早期自發同步化放電的頻率和規模。其次,CX26的敲除顯著降低興奮性神經元樹突複雜度和樹突棘的密度。有趣的是,只有在出生早期而非晚期敲除CX26可顯著降低興奮性神經元mEPSCS的頻率 ,而對mIPSCs的幅度和頻率無影響 。研究人員進一步證實  ,CX26敲除對興奮性神經元形態學和環路的影響可一直持續到小鼠成年時期。更重要的是,研究人員發現CX26敲除的小鼠焦慮行爲顯著增強 。該工作首次證實了發育早期電突觸介導的神經元同步化放電活動對腦皮層神經環路的發育起到了至關重要的作用  ,同時揭示發育早期電突觸聯繫對小鼠成年行爲具有重要影響。該研究不僅爲深入理解大腦皮層神經元環路發育有着重要意義 ,同時爲腦神經環路發育異常相關疾病的診斷和治療方面提供了新思路 。

                            該研究在禹永春研究員的指導下,由蘇鑫和陳敬敬等完成 。蘇鑫和陳敬敬爲該論文的共同第一作者,禹永春研究員爲通訊作者。該課題獲得了科技部973項目、國家自然趣赢基金面上項目、基金委重大研究計劃培育項目等資助。

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