
12月7日,基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)與組織胚胎學(xué)系徐天樂(lè)教授課題組和附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心/教育部-上海市環(huán)境與兒童健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李斐主任醫(yī)師課題組合作的最新研究成果ASIC1a regulates insular long-term depression and is required for the extinction of conditioned taste aversion在《自然》子刊Nature Communications(影響因子11.3)上在線發(fā)表,該研究成果由基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院助理研究員李偉廣博士、副研究員劉明剛博士和附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心鄧世寧助理研究員等共同完成。研究人員綜合運(yùn)用小鼠行為學(xué)分析、病毒定點(diǎn)干預(yù)及電生理技術(shù)等手段,揭示了酸敏感離子通道(acid-sensing ion channel, ASIC)在條件性味覺(jué)厭惡消退學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵作用及其機(jī)制。
眾所周知,焦慮、抑郁、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、神經(jīng)性厭食癥、藥物成癮及復(fù)吸等重大腦疾病嚴(yán)重危害人類健康和社會(huì)發(fā)展,尤其是伴隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及人們生活壓力增加和生活方式轉(zhuǎn)變,使得致殘性腦疾病的患病率持續(xù)增長(zhǎng)已逐漸躍居疾病負(fù)擔(dān)的首位。大量針對(duì)上述腦疾病的機(jī)制研究表明,負(fù)性記憶(aversive memory)的過(guò)度強(qiáng)化或不能被有效消退可能是其共同的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。以條件性味覺(jué)厭惡記憶為例,若不能有效消退,在兒童成長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,食物喂飼調(diào)整階段將容易產(chǎn)生偏食甚至是難治性喂養(yǎng)困難,對(duì)兒童身體和智力的發(fā)育將造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。
針對(duì)上述問(wèn)題,在國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)“情感和記憶的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)”重大研究計(jì)劃重點(diǎn)支持項(xiàng)目的資助下,雙方研究人員合作開(kāi)展了病理性記憶神經(jīng)環(huán)路和突觸可塑性的離子通道機(jī)制研究。酸敏感離子通道(ASIC)廣泛分布于中樞和外周神經(jīng)元,是一類由細(xì)胞外質(zhì)子(即氫離子)激活的陽(yáng)離子通道(主要通透鈉離子)。徐天樂(lè)研究組長(zhǎng)期致力于ASIC生物學(xué)功能及其作用機(jī)制研究,曾經(jīng)揭示ASIC在介導(dǎo)酸化引起的神經(jīng)損傷以及慢性痛中發(fā)揮重要作用。今年上半年,徐天樂(lè)課題組系統(tǒng)闡明了ASIC1a離子通道貢獻(xiàn)于海馬長(zhǎng)時(shí)程突觸增強(qiáng)(long-term potentiation, LTP)可塑性的機(jī)制(Sci Rep, 2016)。
而在此次最新研究中,研究人員發(fā)現(xiàn),ASIC1a離子通道在味覺(jué)中樞——島葉皮層顯著貢獻(xiàn)于長(zhǎng)時(shí)程突觸抑制(long-term depression, LTD)可塑性,但是對(duì)于LTP卻無(wú)顯著作用;ASIC1a基因敲除或者在島葉皮層選擇地干預(yù)ASIC1a,可使動(dòng)物在味覺(jué)厭惡消退學(xué)習(xí)方面表現(xiàn)出選擇性障礙,但對(duì)于條件性味覺(jué)厭惡記憶的獲得、儲(chǔ)存和提取等環(huán)節(jié)卻無(wú)影響;更有意思的是,經(jīng)歷過(guò)味覺(jué)厭惡消退學(xué)習(xí)的動(dòng)物,其島葉皮層的興奮性突觸強(qiáng)度顯著降低,而且不能被進(jìn)一步進(jìn)行LTD的誘導(dǎo)。以上發(fā)現(xiàn)表明,ASIC1a離子通道依賴的島葉皮層LTD可塑性,可能構(gòu)成了味覺(jué)厭惡消退學(xué)習(xí)的全新細(xì)胞和分子機(jī)制,此項(xiàng)研究為治療或緩解厭食癥、焦慮癥、毒癮、煙癮等伴有異常頑固病理性記憶的神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了新的治療思路和靶點(diǎn)。相關(guān)研究成果已經(jīng)申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利。
這項(xiàng)研究得到了科技部973項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)研究基金等多項(xiàng)基金項(xiàng)目的支持,以及中國(guó)科協(xié)“青年人才托舉工程”、上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院優(yōu)秀青年教師支持計(jì)劃的資助。同時(shí),還得到了美國(guó)德克薩斯大學(xué)朱曦(Michael Xi Zhu)教授和臺(tái)灣陽(yáng)明大學(xué)連正章(Cheng-Chang Lien)教授的合作支持。
原文鏈接:http://www.nature.com/articles/ncomms13770