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光遗传学研究基底前脑胆碱能神经元在睡眠觉醒中的作用及机制
结题报告
批准号:
81371458
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
虞燕琴
依托单位:
学科分类:
H1002.睡眠与睡眠障碍
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
王银儿、奚望、韩勇、杨鸿斌、周瑞、吴小茜、石玉锋
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中文摘要
基底前脑(basal forebrain,BF)的胆碱能神经元被认为参与睡眠觉醒活动尤其是快速眼动睡眠。然而,其调节的模式及其神经环路和机制并不清楚,主要是由于一直缺乏特异性干预胆碱能细胞活动的研究手段。最近,我们采用光遗传学方法在ChAT-ChR2-EYFP转基因小鼠上的研究初步发现:用473nm蓝光特异性地兴奋BF中的胆碱能神经元能"唤醒"慢波睡眠中的动物,但不影响动物的清醒或快速眼动睡眠状态。因此,本项目拟采用光遗传学、多电极记录系统、微透析、c-fos免疫组化染色等手段,进一步深入研究BF的胆碱能神经元对睡眠觉醒的影响模式,并揭示参与的神经递质、神经环路及其机制,阐明睡眠觉醒行为调节的神经机制。
英文摘要
It has been found that the extensive projections from the cholinergic neurons in the basal forebrain may activate cortex in rats and mice. In addition, the activation of these cholinergic neurons may be involved in cortical activation especially in rapid eye movement (REM) sleep. However, in the past, due to the lack of an effective technique that may specifically interfere with the activity of these cholinergic neurons, the regulation models, the neural circuits and the mechanism of BF cholinergic neurons in sleep-wake behavior are not clear. Recently, our preliminary study using optogenetic technique in ChAT-ChR2-EYFP transgenic mice showed that selectively excitation of BF cholinergic neurons can "wake up" animal in slow wave sleep, but will not immediately affect animal in awake or rapid eye movement sleep state. Therefore, in the present project we will use optogenetics, multi-electrode recording system, microdialysis, c-fos immunohistochemical staining and other means, and further study the roles of BF cholinergic neurons in sleep-wake cycle, and reveal the involvement of neurotransmitters, neural circuits and their mechanism. This study will help to understand the neural mechanism in regulation of sleep-wake behavior.
基底前脑(basal forebrain,BF)的胆碱能神经元被认为参与睡眠觉醒活动尤其是快速眼动睡眠。然而,其调节的模式及其神经环路和机制并不清楚,主要是由于一直缺乏特异性干预胆碱能细胞活动的研究手段。我们采用光遗传学方法在ChAT-ChR2-EYFP转基因小鼠上,进行了选择性兴奋或者选择性抑制BF的胆碱能神经元对睡眠觉醒活动的影响及影响模式研究。.我们的结果发现,BF胆碱能神经元在促进觉醒和REM睡眠中起着重要作用,这些神经元的激活可以使动物从SWS进入清醒或REM睡眠,而REM睡眠时激活BF的胆碱能神经元并不能引起觉醒;BF的胆碱能神经元的作用可能是加速了SWS向清醒或REM睡眠的转化,但并不影响SWS的最终转化方向与概率;BF胆碱能神经元的长时程激活可以引起类似失眠样的表现。除了以上作用,BF的胆碱能神经元还有个重要作用是终止SWS,并与脑内其它的睡眠调节核团一起控制其向清醒或者REM睡眠的转化。.这部分研究成果发表在Cell子刊《Current Biology》(2014,Mar 15. 24(6): 693-698)上以及《Plos One》(2015 Jul 7. 10(7): e0130130)上,并得到媒体(如新华网、人民网、浙江日报、钱江晚报等)的广泛兴趣与报道。.除了以上科学意义。我们的研究还具有一定的应用前景:为人类有一天可以随意调节睡眠-觉醒、增强注意力等都提供了调控的核团靶点与参数参考。为治疗失眠或者其它睡眠障碍疾病提供了新的思路。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
Glial Modulation of Vibrissal Sensory Processing in Rats
大鼠振动感觉处理的神经胶质调节
DOI:10.4077/cjp.2013.bab129
发表时间:2013
期刊:Chinese Journal of Physiology
影响因子:1.8
作者:Sun Man-Li;Yu Han-Xiao;Han Yong;Tian Jun;Yu Yan-Qin
通讯作者:Yu Yan-Qin
Selective Activation of Cholinergic Basal Forebrain Neurons Induces Immediate Sleep-wake Transitions
选择性激活胆碱能基底前脑神经元诱导立即睡眠-觉醒转变
DOI:10.1016/j.cub.2014.02.011
发表时间:2014-03-17
期刊:CURRENT BIOLOGY
影响因子:9.2
作者:Han, Yong;Shi, Yu-feng;Yu, Yan-qin
通讯作者:Yu, Yan-qin
Silencing of Cholinergic Basal Forebrain Neurons Using Archaerhodopsin Prolongs Slow-Wave Sleep in Mice.
使用古视紫红质沉默胆碱能基底前脑神经元可延长小鼠的慢波睡眠
DOI:10.1371/journal.pone.0130130
发表时间:2015
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Shi YF;Han Y;Su YT;Yang JH;Yu YQ
通讯作者:Yu YQ
Long-Term Synaptic Plasticity in Rat Barrel Cortex
大鼠桶状皮层的长期突触可塑性
DOI:10.1093/cercor/bhu071
发表时间:2015
期刊:Cerebral Cortex
影响因子:3.7
作者:Han Yong;Huang Ming-De;Sun Man-Li;Duan Shumin;Yu Yan-Qin
通讯作者:Yu Yan-Qin
Astrocyte-restricted disruption of connexin-43 impairs neuronal plasticity in mouse barrel cortex
星形胶质细胞限制性破坏连接蛋白 43 损害小鼠桶状皮质神经元可塑性
DOI:10.1111/ejn.12394
发表时间:2014-01-01
期刊:EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE
影响因子:3.4
作者:Han, Yong;Yu, Han-xiao;Yu, Yan-qin
通讯作者:Yu, Yan-qin
睡眠改善小鼠焦虑样行为的神经环路机制研究
  • 批准号:
    LZ22H090001
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    虞燕琴
  • 依托单位:
星形胶质细胞在睡眠觉醒中的作用与机制研究
  • 批准号:
    31970939
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    虞燕琴
  • 依托单位:
睡眠对学习记忆的作用及其环路机制研究
  • 批准号:
    31771167
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    虞燕琴
  • 依托单位:
光遗传学选择性调控睡眠时相对小鼠抑郁样表现的影响及机制研究
  • 批准号:
    31571090
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    虞燕琴
  • 依托单位:
星形胶质细胞对中枢感觉处理功能影响的研究
  • 批准号:
    30870834
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    虞燕琴
  • 依托单位:
国内基金
海外基金