BDNF通过其受体TrkB在多种记忆任务中发挥重要的调节作用。但是BDNF/TrkB在记忆任务相关神经环路的不同部位、不同时间的生物学作用仍有待进一步阐明。为此,本课题选取一种非海马非纹状体依赖的记忆- - 条件性味觉厌恶(CTA)做为实验模型,采用动物行为学、脑内核团埋管给药技术以及慢病毒载体构建、实时定量 PCR、western-blot等分子生物学方法,观察CTA形成和消退过程中,相关神经环路各关键脑区内BDNF/TrkB的内在变化特征,探究抑制或增强特定脑区BDNF作用对大鼠CTA记忆的影响。以明确BDNF/TrkB在CTA记忆中的时、空特异性调节作用,揭示CTA获得和消退这两个不同记忆过程中BDNF/TrkB作用的异同。通过本课题的研究,不仅可让我们进一步认识BDNF/TrkB参与CTA记忆的神经生物学机制,也能为以BDNF/TrkB为目标的记忆干预提供新思路和新方法。
conditioning taste aversion;BDNF;brain region specificity;extinction;memory formation
本课题围绕BDNF/TrkB在CTA记忆不同过程中的作用及机制这一核心问题,运用分子生物学、细胞形态学、动物行为学等多种研究手段从分子到整体水平开展了系列研究。3年的研究工作完全按任务书要求严格执行,完成设定的所有研究内容,并取得系列科学成果(1)发现在CTA记忆形成时,主要通过增强岛叶和杏仁体中央核中BDNF/TrkB的特异性作用对CTA记忆进行有效调控(2)CTA记忆再整合过程中BDNF/TrkB的特异性作用仅和岛叶有关,而与杏仁体中央核无关,这和整合过程中BDNF的作用特点不同。(3)在CTA消退过程中腹内侧前额叶缘下回及杏仁体基底外侧核中BDNF/TrkB作用增强,可正向调控CTA记忆的消退(4)发现随着CTA消退训练的增多,腹内侧前额叶缘下回中cofilin蛋白磷酸化水平逐步降低;通过使用多肽特异性干扰cofilin的磷酸化可加速或延缓CTA的消退,而且这种作用主要通过改变突触后膜上含GluA1和GluA2的AMPA受体数量来实现的,与突触密度、突触形态等突触结构可塑性无关。(5)发现CTA消退训练后期(第四次消退训练),腹内侧前额叶缘下回中肌动蛋白发生重排——F-actin增多,突触密度增大,这与该部位Myosin II蛋白磷酸化增多有关,使用Myosin II蛋白的特异性抑制剂blebbistatin可抑制肌动蛋白的重排、减少突触数量,并延缓CTA记忆的消退。以上成果为将来以BDNF/TrkB为靶标选择性地干预记忆过程提供了重要依据。 截止2013年底,本课题组已在《Journal of Neuroscience》、《Brain structure and function》等高水平SCI杂志发表论文4篇,培养硕士研究生3名,协助培养博士研究生2名,达到任务书规定的各项目标。