直播回顾 |「大成学堂」DA(VTA)→5-HT(DRN)神经环路调控神经厌食症

9月27日（周二）20：00，最/新一期「大成学堂」直播活动成功举办。本次直播，美国贝勒医学院刘海兰博士在线详解神经性厌食症新调控机制的前沿研究。该研究成果已发表在Nature Neuroscience上，题为“A D2 to D1 shift in dopaminergic inputs to midbrain 5-HT neurons causes anorexia in mice”。作为第 一作者，刘海兰博士在此次直播中细致讲解了其研究的思路，并在线解答了大家的提问，获得满屏好评。

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首先，刘海兰博士介绍了研究背景。神经性厌食症作为一种高致死的精神疾病，近年来发病率显著上升，但是其发病机制并不明确、治 疗手段也有限。目前基础研究和临床研究表明，神经性厌食症的病人伴随着多巴胺受体的多位点突变，这提示多巴胺神经系统的异常也与厌食症的发生 发展有关。同时研究表明位于中脑腹侧被盖区（VTA）的多巴胺（dopamine）神经元和位于中脑中缝背核（DRN）的五羟色胺（5-HT）神经元能够参与调控包括进食在内的动机性行为，它们也被发现与神经性厌食症的发病机制相关。

基于这些研究背景，随后刘海兰博士分享了研究的详细情况。其团队利用TPH2-CreER小鼠模型开展了系列实验，采用神经环路示踪技术和电生理技术，首次发现了中脑腹侧被盖区-中缝背核（VTA→DRN）的DAVTA神经元→5-HTDRN神经元环路调控食欲和神经性厌食症。主要研究过程，主要为以下四方面内容：

• 低频刺激抑 制DAVTA→5-HTDRN神经环路并通过 DRD2 促进摄食行为

• 高频刺激激活DAVTA→5-HTDRN神经环路并通过 DRD1 抑 制摄食行为

• DAVTA→5-HTDRN神经环路的活动调控神经厌食症

• 5-HTDRN神经元中的 DA受体可调节神经厌食症状

直播时观众们提问踊跃，但是由于时间限制无法一一解答。在这里，我们特意整理出部分提问文字版的解答~

聊天区部分问题详解（文字版）

1.研究神经性厌食症除了常见的转基因技术、电生理技术之外，是否有新的实验方法能尝试?
答：在我们的课题中除了用了电生理，以及这些转基因小鼠模型之外，我们也使用了化学遗传学、光遗传学方法去慢性或急性的操控神经元的活性，同时我们也使用了光纤记录，实时记录神经元的活性改变。

2.aba小鼠的成功率和存活率有多少?
答：在这个过程中我们的那个存活率，因为我们这边动物protocal上限制的是如果小鼠的体重低于原始体重的80%，就必须要处死，所以我们算存活率是当小鼠体重降到它原来体重的80%的时候，我们就认为这只动物已经死了。所以在我们的aba模型中，通常到第三天左右就会有动物的体重低于原来体重的80%，然后随着到第四天第五天可能会有50%左右的小鼠体重低于80%。

3.激活DRN中5HT神经元如何能减少进食？

答：5-HT神经元它在摄食中的作用已经有很多报道了。有一些报道说5-HT神经元可以投射至下丘脑的POMC和AgRP神经元。POMC和AgRP神经元在摄食中的作用也是被许许多多研究证实的。POMC神经元它可以抑 制AgRP神经元，激活食欲。而5-HT神经元可以通过它的受体抑 制AgRP神经元，同时激活POMC神经元活性来抑 制食欲。

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「大成学堂」以建立“全 球精英分享先进技术，解析领域内研究热点”为宗旨的知识分享平台。栏目开播以来已开展了超10场直播活动，数十名海内外知名学者在此讲授生命科学学术理论、实验技术等课程。欢迎大家进入「大成学堂」专题页，学习相关课程。

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Hello，朋友们

自打我们筹备线上课程以来

很多从事神经科学的研究人员问

有木有关于神经环路研究的培训

那不是必须滴嘛

3月27日下午3:00-4:30

神经环路病毒示踪技术

线上培训准时开讲

一次学透，实验无忧

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系列线上课程来袭

       脑科学是当前国际研究的热点领域之一，我们要了解大脑工作原理，理解大脑处理信息的机制，首先就得揭示大脑神经结构基础。而神经环路示踪技术就是解析大脑神经网络的关键核心技术之一。通过不同的神经示踪方法，我们可以标记出大脑中某些特定脑区神经元的形态和不同神经元之间的连接方式，从而更好地帮助我们达到研究大脑整个神经网络的目的。

       为了让大家系统学习神经环路研究相关的新方法和新技术，更好地开展实验，瑞沃德精心准备了神经环路研究的全系列课程，课程分为四期，我们特邀请唐珣博士逐一为大家讲解神经环路示踪、光遗传与化学遗传、钙成像、在体电生理四个前沿技术。3月27日，首期将为大家讲解神经环路病毒示踪技术。

一次学透神经环路病毒示踪技术

       此次课程体系相当完备，从病毒载体的发展史，到AAV结构与应用,从手术和实验验证，到发展与未来热点，一小时全部囊括。课中还有唐珣老师多年实验经验分享，千万不可错过！具体课程安排如下：

详细课程

       ·神经环路研究思路大纲

       ·神经环路示踪技术背景知识介绍，原理，发展

       神经环路研究中常用的病毒载体

       常用工具病毒可携载的功能元件

       不同研究需求的标记系统

       ·实验操作讲解

       脑部定位实验

       病毒注射实验

讲师介绍

唐珣博士往期培训

报名福利

提供平台

       凡是报名的学员，可进入技术分享及研究思路探讨内部交流群，如有问题，可实时与老师咨询沟通。

限时免费

       此次培训限时免费！免费！免费！赶紧扫码报名！

       温馨提醒：神经环路研究共有4期课程，内容包括神经环路示踪技术、光遗传与化学遗传技术、钙成像技术、在体电生理技术。神经环路示踪技术将在3月27日开讲，其他课程的开课时间，我们后续会在本公众号通知，欢迎大家关注。

3月27日15:00-16:30

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文章概述

成年海马神经发生在记忆和情绪处理中起重要作用，海马新生神经元在DG中产生、成熟并整合到现有环路中，并且这个过程由神经环路的活动进行动态调节。目前的研究主要关注神经环路调控神经发生的某一阶段，例如干细胞分裂、神经前体细胞分化或者未成熟神经元存活等等。然而，目前尚不清楚对神经环路修饰的海马新生神经元对动物行为记忆的影响。

2022年5月6日，美国北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）宋娟课题组博士后李亚东、罗艳佳等人在Nature Neuroscience上发表了题“Hypothalamic modulation of adult hippocampal neurogenesis in mice confers activity-dependent regulation of memory and anxiety-like behavior”的最新研究，揭示了下丘脑后部核团乳头上核（SuM）调控成年海马神经发生，促进记忆提取和对抗焦虑的新机制。

核心观点

该研究聚焦于SuM-DG环路修饰的ABN及其发育的不同阶段，通过光纤记录、光遗传、化学遗传、膜片钳和谱系示踪等方法，揭示了SuM-DG环路修饰成年海马新生神经元，促进记忆提取和对抗焦虑。

研究结果分析

1. 作者以前的研究发现，SuM神经元投射密集支配DG中成熟的颗粒细胞（GC），但SuM-DG 投射是否与神经干细胞（rNSCs）形成功能连接尚不清楚。作者使用了共聚焦成像和3D重建方法，证明了SuM神经元与DG中rNSCs存在连接，通过膜片钳和光遗传技术表明SuM-DG投射谷氨酸能从而激活rNSCs并促进rNSCs分裂。

SuM-DG投射谷氨酸能激活rNSCs并促进rNSCs分裂

2. 为了研究环路修饰对海马神经发生的影响，作者通过谱系示踪、光遗传和化学遗传等方法，发现在神经发生起始阶段，SuM神经元通过谷氨酸能诱导rNSCs的活化，并促进rNSCs分裂产生新的rNSCs和神经前体细胞。

激活SuM神经元促进rNSCs和神经前体细胞的产生

3.接下来检测SuM GABAergic在新生神经元调节中发挥的作用。作者发现使用光遗传激活SuM GABAergic神经元能够促进神经前体分化，增加新生神经元数量并促进树突发育，敲除Vgat后该效应消失。结果表明SuM GABAergic传递调节神经干细胞分化和早期未成熟神经元发育。

SuM GABAergic传递调节神经干细胞分化和早期未成熟神经元发育

4.由于成熟的 GC 接收双 SuM GABAergic/glutamatergic输入，作者想知道成年新生神经元（ABN）是否也接收双输入。通过使用光遗传和膜片钳技术发现，DG中ABN接受GABAergic/glutamatergic双输入，且在ABN发育未成熟晚期阶段，光遗传激活SuM能够增加未成熟神经元、新生神经元以及树突棘的数量。结果表明SuM神经元促进晚期阶段成年新生未成熟神经元的成熟和树突棘发育。

SuM神经元促进晚期阶段成年未成熟神经元的成熟和树突棘发育

5. 已有研究ABN 活动对记忆和情绪行为至关重要，作者接下来检测ABN活性对动物行为学的影响。作者选择性激活SuM环路修饰的 ABN后进行新异位置识别（NPR）和场景性恐惧记忆（CFC）实验，结果发现NPR 测试中的辨别率和CFC中Freezing time增加，表明SuM 修饰的ABN的激活提高记忆性能。

激活SuM环路修饰的ABN改善记忆表现

6. 为了检测SuM修饰的ABN在调节情绪处理中的作用，通过光遗传和化学遗传分别调控SuM环路修饰的ABN，并分别进行了旷场、O迷宫和强迫游泳测试，结果发现，SuM环路修饰的ABN活动，可进一步促进记忆提取，对抗焦虑样行为。

SuM环路修饰的ABN活动可促进记忆提取和抗焦虑样行为

7. 有研究表明SuM 神经元的放电增加是对新异环境的反应，作者接下来检测新奇环境是否可以调节SuM-DG神经元的活动。使用光纤记录方法（瑞沃德R820三色多通道光纤记录系统）检测SuM-DG神经元投射的活性，结果发现在丰富环境（EE）中，小鼠SuM神经元活性显著增加。

瑞沃德R820三色多通道光纤记录系统

便捷高效 扩展性强

数据可视化 灵敏度高

SuM-DG神经元在EE中活性增高

8. 由于 SuM 神经元对新异环境具有高度反应性，作者接下来检测新异环境是否诱导这一反应所必需的。结果发现SuM 消融后，EE诱导的神经反应和ABN介导的行为改善被消除。

消融SuM后EE诱导的神经反应和ABN介导的行为改善被消除

总结

该研究解决了一个长期存在的问题，即刺激神经环路是否能够产生足够的神经源性效应来调节海马体依赖性行为。总的来说，本文发现了SuM-DG神经环路通过GABAergic/ glutamatergic输入调控海马ABN发育的全过程，并且提出了激活SuM-DG环路修饰的ABN能够调控记忆和对抗焦虑的重要观点。

光纤记录可以检测神经核团及环路的信号变化，有助于探究脑区上下游投射及神经元活性与行为学的关系。瑞沃德R820三色光纤记录系统兼具数据采集及数据分析功能，红绿荧光自由采集，同时兼具行为视频与荧光数据同步记录分析功能，让实验更为高效。

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11月3日，“大成学堂 | 卒中研究系列讲座”第四期直播课圆满举办。本次直播课，特邀四川大学华西医院灵长类疾病动物模型研究室主任钟治晖教授，围绕“非人灵长类脑血管疾病动物模型中的创新和应用”主题，分享自身团队建立的脑卒中动物模型，并和网友们带来精彩的互动答疑，实践与理论相结合，干货满满！

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在建模过程中，脑血流的监测非常重要。通过脑血流监测，可以排除线栓造成的脑损伤造成的行为学的异常，从而判断造模是否成功。在分享中钟教授介绍瑞沃德的激光散斑成像系统是进行脑血流监测的有力工具。实际上，脑血流的监测在卒中类研究中不仅对于模型的质控十分重要，同时在其他的神经系统疾病中也应作为参考指标，如AD、PD、癫痫等都会伴随着脑血流的生理变化。

虽然啮齿类动物模型在神经研究领域特别是脑卒中领域有很多研究和成果，但是这些研究成果的新药研发临床转化率非常低。究其原因，研究所用模型有很大影响。在通过一系列的对比，我们可以了解到灵长类作为造模的实验动物具有许多优势：灵长类动物有脑回灰质/白质比更高(更接近人)；灵长类血管更大更粗，可以使用介入手段造模，临床特征更接近于人；灵长类动物模型能提供神经系统疾病研究最/好的标本——脑脊液……完整内容敬请观看课程视频。

完整内容敬请观看课程视频

在直播尾声的互动答疑环节，钟治晖教授结合自身已有的研究经验，细致详实地一一解答大家的困惑。

聊天区部分问题详解（文字版）

1.建立stroke模型一年后，猴子的长期神经功能缺损是否还明显？

答：猴子的脑缺血模型建立后，在1年后不会有明显的神经症状，通常在1个月后神经症状基本就消失恢复正常的生活。从动物福利的角度出发，也要求动物在1个月后能够恢复正常的生活，然后形成队列进行持续的观察。

2.大动物模型建立后多长时间取脑脊液，需要多少量的样品？

大动物取脑脊液需要先通过手术埋置取液管，可随时取样品并无时间限制，一般需要的样品量为200-300μl。

3.做非人灵长类行为学实验一般样本量多少是比较合适的？

大动物的实验有别于小动物实验，并不是近交系或封闭群，大动物遗传背景比较一致，方差较小，因此并不需要完整的高、中、低剂量的大量动物。灵长类动物实验最重要的是数据可以前后对比。一般先查阅对应的背景数据库，再决定是否进一步深入研究。

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「大成学堂」以建立“全 球精英分享先进技术，解析领域内研究热点”为宗旨的知识分享平台。栏目开播以来已开展了近10场直播活动，超10名海内外知名学者在此讲授生命科学学术理论、实验技术等课程。欢迎大家进入「大成学堂」专题页，学习相关课程。

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在日常膜片钳实验时，你是否也被这些问题困扰？

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8月23日（周二）19：00，「大成学堂」特邀南京大学张洋浔博士做客直播间，为大家带来“膜片钳技术解析与经验分享”。通过本次直播课程，你可以收获膜片钳技术的详细解析、多年实验操作经验、日常操作注意事项等方面的专业知识，还可在线提问获得详细解答。 

张洋浔 博士

南京大学博士，致力于研究内源性神经递质/调质系统及外源性药物对前庭代偿的影响及神经机制，擅长应用全细胞膜片钳记录、环路示踪、光/化学遗传学操控方法、光纤记录等实验技术。相关研究成果发表在Journal of Neuroscience, Biomedicine & Pharmacotherapy, Neuroscience Bulletin等学术期刊。

8月23日（周二）19：00

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