学院新闻
徐楠杰课题组发现连接天然恐惧神经环路的双面分子
来源:上海交通大学基础医学院  作者:文/解剖学与组织胚胎学系    2016-03-28

2016324日,上海交通大学医学院解剖学与组织胚胎学系徐楠杰课题组与附属瑞金医院神经内科孙苏亚博士团队合作在《自然通讯》上发表了题为《Ephrin-B3在本能恐惧行为中协调适时的轴突靶向和杏仁核树突棘发生》的科研论文。该研究结合形态学、行为学以及电生理手段,揭示了在本能恐惧神经环路形成过程中介导轴突导向的分子ephrin-B3作为配体来控制海马CA1区向杏仁核投射神经元的轴突靶向定位,同时协调杏仁核中树突棘发生和神经元活性的重要作用。该研究首次阐明了一个在小鼠发育关键期参与杏仁核神经环路连接和引发本能恐惧行为的关键轴突分子。

哺乳动物的进化需要情感系统的良好发育来应对各种环境刺激。最早的天然恐惧情绪如何产生和脑中是否存在保守的环路结构支持天然恐惧的产生这些疑问在学术界依然存在争论。因此,剖析控制情绪的关键核团中的环路连接的精确时间和机制,有助于我们理解神经元反应的可塑性以及情感行为的分子基础。徐楠杰课题组将研究焦点集中在了一类参与神经元轴突和树突发育的重要双向信号分子家族:ephrin-B-EphB家族。这个家族的蛋白成员的功能缺陷可以导致焦虑失常、孤独症以及精神发育迟滞等精神疾病。

此项研究首先检测了由杏仁核介导的特异性本能防御反应的最早时间点,发现在大脑海马区神经细胞突触形成和功能调节分子ephrin-B3的及时表达对于这种初期的防御性大脑反应至关重要。该研究利用出生后不同时间的绿色荧光标记的转基因小鼠结合双光子显微成像技术,发现海马CA1区的ephrin-B3能够在发育关键期作为一个跨核团的配体分子及时整合投射进入基底侧杏仁核区域的神经元轴突末梢和树突的连接,并与恐惧反应引起的神经元树突棘发生和功能相偶联,揭示了早期本能恐惧行为产生过程中神经环路的整合处理的分子机制。

该项工作主要由博士研究生朱晓娜和刘贤东在徐楠杰研究员和孙苏亚博士的指导下完成,课题组的其他成员积极参与,并得到了上海交通大学医学院/上海生命科学研究院健康科学研究所庄寒异研究员和沈阳药科大学杨静玉教授的大力协助。本工作得到中组部青年千人计划,上海市教委上海高校特聘教授(东方学者)等人才计划,和国家自然科学基金委重大研究计划培育项目(91232704)、科技部国家重点基础研究发展计划项目(2014CB965002)等基金的支持。

文章链接:http://www.nature.com/ncomms/2016/160324/ncomms11096/full/ncomms11096.html

图注:突触前的ephrin-B3通过结合EphB受体引导海马区的神经元轴突与杏仁核神经元的连接。ephrin-B-EphB四聚物的形成加强了跨核团间神经元的连接。这种连接对于杏仁核神经元树突棘的发育以及动物对于威胁性刺激的恐惧反应至关重要。

 
 
进入编辑状态