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小胶质细胞调控记忆连接和衰老相关记忆连接障碍的分子细胞和微环路机制研究

批准号:
32071141
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
周宇
依托单位:
学科分类:
整合生理学与整合生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
周宇

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
目前对于不同时间编码的多个记忆之间的联合及机制了解甚少,这方面研究对理解相似或时间相近的记忆如何在脑内高效存储和检索至关重要。我们最近的研究发现,消除小鼠脑内小胶质细胞显著延长海马CA1区编码不同场景记忆的神经元集群重叠的时间窗,从而促进多个场景记忆之间的连接。这一发现提示脑内主要的免疫细胞-小胶质细胞对场景记忆之间的连接起关键的调控作用,具体作用机制尚不清楚。本研究将利用在体微小显微镜钙成像、化学遗传、TetTag工具小鼠、全细胞膜片钳等先进的在体和离体研究工具,探索小胶质细胞调控记忆连接的分子、细胞及局部微环路机制。小胶质细胞的促炎性活化被认为与衰老及相关疾病的认知障碍密切相关。因此,我们还将利用老年小鼠研究小胶质细胞促炎性活化在衰老记忆连接障碍中的作用和机制。研究旨在探索记忆连接的神经免疫新机制,并为衰老及相关疾病(如AD)认知障碍的治疗提供理论指导,具有潜在的转化及应用前景。
英文摘要
The majority of learning and memory studies have been focused on the mechanisms that encodes, consolidates and retrive individual memories, little is known about how multiple memories across time are linked. Studying the mechanisms of memory linking is critical for understanding how memories that are temporal close or sharing similarity are linked together so that they can be stored and retrieved properly and efficiently under physiological conditions. Our previous studies using in vivo calcium imaging and head-mounted miniscope have shown that elimination of majority microglia in the mouse hippocampus dramatically extended the temporal window for overlap among CA1 neuronal ensembles encoding separate contextual information, and resulted in a dramatic extension of the temporal window to link contextual memories, therefore enhanced memory linking. These findings indicated that microglia play a critical role in controlling the temporal window for linking different contextual memories, however the underlying mechanism is unknown. Here, we propose to use state-of-the-art tools, including in vivo miniscope, chemogenetics, TetTag mice and whole-cell patch clamp recordings to explore the molecular, cellular and microcircuit mechanisms underlying the roles that microglia plays in linking multiple memories across time. The pro-inflammatory activation of microglia is thought to be closely related to cognitive impairment associated with aging and neurodegenerative diseases such as AD. Therefore, we will also study the role and mechanism of abnormally activated microglia in temporal memory-linking impairment associated with aging by using aged mice. Our study aims to address a novel mechanism of how neuro-immune interactions regulate memory linking in normal learning, and more importantly, a neuroinflammatory mechanism, which may contribute to memory linking deficits in aging-related disorders. Therefore, it will be of important significance for the treatment of memory disorders associated with aging and neurodegenerative diseases such as AD.
目前对于不同时间编码的多个记忆之间的连接及机制了解甚少,这方面研究对理解相似或时间相近的记忆如何在脑内高效存储和检索至关重要。我们最近的研究发现,消除小鼠脑内小胶质细胞显著延长海马CA1区编码不同场景记忆的神经元集群重叠的时间窗,从而促进多个场景记忆之间的连接。这一发现提示脑内主要的免疫细胞-小胶质细胞对场景记忆之间的连接起关键的调控作用,具体作用机制尚不清楚。本研究利用化学遗传、 TetTag工具小鼠、全细胞膜片钳等先进的在体和离体研究工具,探究了小胶质细胞调控记忆连接 的分子、细胞及局部微环路机制。小胶质细胞的促炎性活化被认为与衰老及相关疾病的认知障碍密切相关。因此,我们进一步考察了老年小鼠小胶质细胞促炎性活化在衰老记忆连接障碍中的可能作用和机制。我们的研究发现:1)清除小胶质细胞可以显著延长成年小鼠场景记忆连接时间窗口。2)老年小鼠存在场景记忆连接障碍,清除小胶质细胞可以显著改善老年小鼠场景记忆连接障碍,提示我们小胶质细胞参与成年和老年场景记忆连接的调控。 3) 在成年和老年小鼠,清除小胶质细胞增加编码不同场景记忆的印记神经元集群重叠比例。4)清除小胶质细胞延长场景探索后印记神经元兴奋性持续增高的时程。5)清除小胶质细胞通过调节印记神经元与非印记神经元兴奋性和抑制性突触活动,进而控制其兴奋性变化的时程,参与记忆连接的调控。6)清除小胶质细胞提高小鼠海马dCA1区兴奋性突触后蛋白PSD-95和降低抑制性突触后蛋白Gephyrin的表达。7)PV+神经元通过胞周抑制非印记神经元兴奋性。 8)老年小鼠印记神经元集群中PV+神经元占比增加,清除小胶质细胞降低印记神经元集群中PV+神经元的占比,纠正老年小鼠记忆连接障碍。9)化学遗传调控海马dCA1区PV神经元活性能够模拟小胶质细胞对场景记忆连接时程的影响。综上所述,本研究揭示了小胶质细胞在调节记忆连接中的重要作用,为理解记忆连接的神经机制提供了新视角,并为衰老及相关疾病(如AD)认知障碍的治疗提供理论指导。
中枢生长激素促泌受体GHSR1a调控应激后焦虑相关行为的突触和神经环路机制研究
  • 批准号:
    91732110
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    周宇
  • 依托单位:
Ghrelin/GHS-R1a通路参与情绪记忆调控的分子细胞及环路机制研究
  • 批准号:
    31471079
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    87.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    周宇
  • 依托单位:
CREB在杏仁核神经环路memory allocation中的作用和机制研究
  • 批准号:
    31171079
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    周宇
  • 依托单位:
成熟神经元内DNA甲基化对突触可塑性和学习记忆的影响及其机制研究
  • 批准号:
    81070881
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    周宇
  • 依托单位:
国内基金
海外基金