β-arrestin在记忆再巩固中的作用及机制研究
批准号:
31371136
项目类别:
面上项目
资助金额:
81.0 万元
负责人:
刘星
依托单位:
学科分类:
认知神经生物学
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
王丽、周雨青、陶冶铮、马黎、高琴琴、黄冰
中文摘要
研究发现部分G蛋白偶联受体参与记忆再巩固的形成,但具体的分子机制还不清楚。β-arrestin参与调控G蛋白偶联受体内吞和信号转导,然而β-arrestin biased信号通路的激活在中枢神经系统的作用不清楚。申请人前期研究工作首次发现β-arrestin通过调控杏仁核PKA的活性参与恐惧条件记忆的巩固。基于本项目申请人一直以来在学习记忆领域的研究兴趣和前期研究结果,旨在探求β-arrestin参与记忆再巩固的调控作用及调控的分子机制。本研究将采用β-arrestin全身敲除小鼠和条件性敲除小鼠,并结合慢病毒shRNA和腺相关病毒系统对β-arrestin表达进行干预,观察β-arrestin对物体辨别记忆和空间记忆的再巩固的影响,并试图阐述β-arrestin biased分子信号通路的激活如何调控记忆再巩固,从而发现β-arrestin在脑内的新功能。
英文摘要
Up to now the molecular mechanisms that regulate memory reconsolidation are still largely unknown. As the critical downstream negative regulator of G protein coupled receptor (GPCR), β-arrestin attenuates GPCR-mediated signal transduction and induce receptor internalization in an agonist-dependent manner. Due to the great distribution in the brain, the functions of β-arrestin in central nerves system attract more attention now. We have been focusing on the research of the neurological roles of β-arrestin for several years. We found that the negative regulation of PKA in amygdale by β-arrestin 2 / phosphodiesterase-4 complex was critical for fear conditioning. Based on our previous research interests and results, we try to demonstrate the role of β-arrestin in the reconsolidation of object recognition memory and spatial memory, then try to find out the new function of β-arrestin in the central nerves system. In this research, the β-arrestin global knockout mice and conditional knockout mice are used to perform the object recognition memory tasks. The lentivirus and associated adenovirus system to knockdown or expression β-arrestin are also introduced in this study to test the role of β-arrestin in memory reconsolidation. Then the neural plasticity and molecular mechanism regulated by β-arrestin in memory reconsolidation will be focused. This research will supply some neurobiological clues for the memory dynamic storage dependent neurocircuits and molecular mechanism.
记忆稳定需要经历巩固和再巩固过程,关于记忆再巩固的分子机制一直是研究热点。记忆再巩固机制假说中一个重要观点认为β-肾上腺素受体通过下游G蛋白介导的PKA信号通路参与记忆再巩固的形成。β-肾上腺素受体下游负性调控分子β-arrestin介导受体内吞并终止G蛋白依赖信号的传递,而β-arrestin也能独立发挥信号传递的功能,但其在中枢神经系统的作用尚不清楚。本项目在我们以往工作的基础上,采用β-arrestin基因敲除小鼠,结合药理学手段,聚焦于β-arrestin参与记忆再巩固的调控作用及调控的分子机制的研究。我们发现β1选择性拮抗剂倍他洛尔能抑制小鼠物体辨别记忆的再巩固,而G蛋白偏向性β-肾上腺素受体拮抗剂卡维地洛不仅不影响物体辨别记忆的再巩固,还能促进恐惧记忆的再巩固。卡维地洛不仅能抑制G蛋白信号通路,还能激活β-arrestin2依赖的ERK信号通路,提示非G蛋白依赖的β-肾上腺素受体信号通路在记忆再巩固中的作用。进一步研究结果显示β-arrestin2敲除小鼠表现出物体辨别记忆再巩固受损的行为表型,提示了β-arrestin2在记忆再巩固中的重要作用。研究还发现在物体辨别记忆再巩固过程中,内嗅皮层β-arrestin2依赖的ERK信号通路显著激活。β-arrestin2在内嗅皮层的表达能恢复β-arrestin2敲除小鼠的ERK信号通路的激活和物体辨别记忆再巩固受损的行为表型,该作用能被倍他洛尔抑制,但不能被卡维地洛抑制。证明了β-肾上腺素受体通过β-arrestin2偏向性受体信号通路参与物体辨别记忆的再巩固。因此,本项目研究提出β-肾上腺素通过β-arrestin2依赖的信号通路而不是G蛋白信号通路介导了记忆再巩固的新假说(Proc Natl Acad Sci U S A, 2015)。在此基础上,我们的工作还发现了β-肾上腺素受体信号通路参与调控非条件性刺激诱导条件性恐惧记忆的再巩固(Front Neural Circuits., 2017; Front Behav Neurosci. 2017),以及Rac1激活在短时程和长时程条件性恐惧记忆形成中的作用(Front Mol Neurosci., 2015)。期间共发表论文9篇,其中在PNAS等刊物上发表本基金标注的SCI论文5篇,我们的结果提示了记忆再巩固的分子机制,为记忆相关疾病提供重要治疗靶点。
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Unconditioned- and Conditioned- Stimuli Induce Differential Memory Reconsolidation and β-AR-Dependent CREB Activation.
非条件刺激和条件刺激诱导差异记忆再巩固和β-AR依赖性CREB激活
DOI:
10.3389/fncir.2017.00053
发表时间:
2017
期刊:
Frontiers in neural circuits
影响因子:
3.5
作者:
[Huang B, Zhu H, Zhou Y, Liu X, Ma L]
通讯作者:
Ma L
β-Arrestin-biased signaling mediates memory reconsolidation
β-抑制蛋白偏向信号传导介导记忆重建
DOI:
10.1073/pnas.1421758112
发表时间:
2015-04-07
期刊:
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:
11.1
作者:
[Liu, Xing, Ma, Li, Ma, Lan]
通讯作者:
Ma, Lan
Lack of β2-AR Increases Anxiety-Like Behaviors and Rewarding Properties of Cocaine.
缺乏 β2-AR 会增加焦虑样行为和可卡因的奖励特性
DOI:
10.3389/fnbeh.2017.00049
发表时间:
2017
期刊:
Frontiers in behavioral neuroscience
影响因子:
3
作者:
[Zhu H, Liu Z, Zhou Y, Yin X, Xu B, Ma L, Liu X]
通讯作者:
Liu X
β1-Adrenoceptor in the Central Amygdala Is Required for Unconditioned Stimulus-Induced Drug Memory Reconsolidation.
无条件刺激诱导的药物记忆重建需要中央杏仁核中的β1-肾上腺素受体
DOI:
10.1093/ijnp/pyx104
发表时间:
2018-03-01
期刊:
The international journal of neuropsychopharmacology
影响因子:
--
作者:
[Zhu H, Zhou Y, Liu Z, Chen X, Li Y, Liu X, Ma L]
通讯作者:
Ma L
Post-training activation of Rac1 in the basolateral amygdala is required for the formation of both short-term and long-term auditory fear memory.
训练后激活基底外侧杏仁核中的 Rac1 对于短期和长期听觉恐惧记忆的形成是必需的
DOI:
10.3389/fnmol.2015.00065
发表时间:
2015
期刊:
Frontiers in molecular neuroscience
影响因子:
4.8
作者:
[Gao Q, Yao W, Wang J, Yang T, Liu C, Tao Y, Chen Y, Liu X, Ma L]
通讯作者:
Ma L
HIV感染者HPV持续感染的全基因组关联与局部微生态研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:刘星
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依托单位:
去甲肾上腺素能神经系统在介导社会辨别记忆存储中的作用及机制探讨
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:59万元
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批准年份:2021
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负责人:刘星
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依托单位:
HIV感染者TMC基因多态、血锌和免疫缺陷水平对HPV持续感染综合效应的队列研究
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批准号:81803291
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2018
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负责人:刘星
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依托单位:
记忆痕迹在可卡因渴求孵育中的作用和机制研究
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批准号:31771176
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2017
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负责人:刘星
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依托单位:
β-arrestin偏向性受体信号通路在可卡因奖赏记忆再巩固中的作用研究
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批准号:31571036
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2015
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负责人:刘星
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依托单位:
β-arrestins在酒精依赖和突触可塑性中作用研究
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批准号:30901798
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2009
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负责人:刘星
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依托单位:
黄芪有效成分其对心脏正性肌力研究
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批准号:29070094
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项目类别:面上项目
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资助金额:2.5万元
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批准年份:1990
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负责人:刘星
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依托单位:
国内基金
海外基金