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小鼠岛叶皮层功能偏侧性的细胞及环路机制研究

批准号:
32071004
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
邱爽
依托单位:
学科分类:
行为与情感神经科学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邱爽

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
人脑功能的偏侧性(左右不对称性)是人类作为生物体适应外界环境的重要属性,该属性已被大量脑功能成像等数据证实。但是,对于人脑功能产生偏侧性的内在机制还知之甚少。岛叶皮层(IC)是味觉及内脏信息的初级感觉皮层,也是脑内整合内、外感受产生情感意识的重要神经枢纽。我们在对小鼠岛叶皮层前部(aIC)的研究中发现,aIC在感知内脏不适刺激时具有明显不对称性,以右侧aIC激活为主。通过光遗传及药物遗传手段单独激活右侧aIC或者右侧aIC到下丘脑外侧区(LHA)的纤维末梢能抑制摄食行为,抑制aIC或其到LHA末梢能促进摄食。而单独激活左侧aIC或其到LHA末梢则无此作用。后续基因组测序及病毒示踪结果提示左右侧aIC存在分子及环路的差异。因此,我们希望结合单细胞测序、病毒示踪、光遗传学、行为学及光纤记录等技术明确左右侧aIC功能差异的分子、细胞及环路机制,该研究也将有助于我们了解人脑功能偏侧性的内在机制。
英文摘要
Functional lateralization (left-right asymmetry) of human brain is the essential property of human beings adapted to the external environment as a living body, and it has been confirmed by a large number of data with brain imaging. However, the underlying mechanism of asymmetry is still largely unknown. The insular cortex is an important hub in the brain that senses the visceral and taste stimuli and integrates the inner and outer feelings and emotional awareness. Interestingly, we recently found that the caudal segment of the anterior part of insular cortex (caIC) in the mice showed obviously lateralized responses to the discomfort visceral stimulation, with the right, but not the left, insular cortex being significantly activated. In addition, optogenetic activation of the excitatory neurons in the right caIC or the nerve terminals projected from the right caIC to the right lateral hypothalamic area (LHA), but not activation of the left one, leads to the inhibition of feeding behavior. In summary, we hypothesize that the insular cortex in the mice has cellular and/or circuitry lateralization. Through the combination of techniques, such as optogenetic, DREADD, genomic and single-cell sequencing, behavioral testing and fiber photometry, we plan to further certificate the functional differences between the left and right insular cortex in the mice, and then explore the underlying neural circuits and molecular mechanisms. This study will contribute to our understanding of the mechanisms of the human brain lateralization.
人脑功能的偏侧性(左右不对称性)是人类作为生物体适应外界环境的重要属性,该属性已被大量脑功能成像等数据证实。但是,对于人脑功能产生偏侧性的内在机制还知之甚少。岛叶皮层(IC)是味觉及内脏信息的初级感觉皮层,也是脑内整合内、外感受产生情感意识的重要神经枢纽。我们在对小鼠岛叶皮层前部(aIC)的研究中发现,aIC在感知内脏不适刺激时具有明显不对称性,以右侧aIC激活为主。通过光遗传及药物遗传手段单独激活右侧aIC或者右侧aIC到下丘脑外侧区(LHA)的纤维末梢能抑制摄食行为,抑制aIC或其到LHA末梢能促进摄食。而单独激活左侧aIC或其到LHA末梢则无此作用。后续基因组测序及病毒示踪结果提示左右侧aIC存在分子及环路的差异。在此项目的支持下,我们通过结合单细胞测序、病毒示踪、光遗传学、行为学及光纤记录等技术明确左右侧aIC功能差异的分子、细胞及环路机制。具体如下:1)我们通过Fos免疫荧光染色、光纤记录以及iDISCO组织透明化的方法明确了小鼠岛叶皮层在厌恶性刺激(如LiCl、LPS或Cisplatin)下有大量的神经元激活且均集中在右侧。而饥饿素(Ghrelin)和胆囊收缩素(CCK)等非病理状态的生理刺激左右侧均较少fos表达。2)我们通过病毒追踪以及光遗传调控的行为学实验明确了右侧IC的CamKⅡ+神经元在厌恶性刺激下激活,并通过下游LHA的vGluT2+神经元来抑制摄食行为。3)我们结合了病毒追踪和RNA原位杂交的方法明确了IC到LHA投射的左右侧差异的结构基础是左右侧IC支配的LHA神经元中vGluT2+神经元和vGAT+神经元的比例不同。该研究揭示了人脑功能偏侧性的内在机制。在此基金支持下,共发表标注文章 2 篇。实验室培养博士后两名,博士两名,硕士两名。申请人作为第一主编参与撰写基础学科拔尖学生培养计划系列教材《神经科学研究技能》
前额叶皮层存储和提取记忆消退信息的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    邱爽
  • 依托单位:
Rab家族效应因子参与焦虑障碍的机制、新药物靶标发现及干预研究
  • 批准号:
    LZ21C090001
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    邱爽
  • 依托单位:
岛叶调控摄食行为的环路基础及该环路在神经性厌食的作用
  • 批准号:
    91732102
  • 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:
    邱爽
  • 依托单位:
神经元突触活性调控基因表达的机制研究
  • 批准号:
    81671049
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    邱爽
  • 依托单位:
国内基金
海外基金