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揭秘果蝇大脑:李毓龙团队创新探针,实时追踪章鱼胺在厌恶性学习中的关键作用

新药情报编辑 | 2024-06-28 |

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引言部分的重写如下:

章鱼胺(Octopamine, OA)在无脊椎动物体内扮演着至关重要的角色,作为一种单胺类神经递质,其结构与脊椎动物体内的去甲肾上腺素(Norepinephrine)相似,并对多种生理过程如争斗、繁殖和记忆形成等起着调控作用。尽管如此,OA在记忆形成过程中的时空变化及其作用机制仍存在许多未知之处,需要进一步的深入研究。

2024611日,北京大学李毓龙教授团队在《National Science Review》杂志上发表了一篇题为"An octopamine-specific GRAB sensor uncovers a monoamine relay circuitry that enhances aversive learning"的研究文章。该研究利用GRAB探针技术(GPCR-Activation Based Sensor),成功研制出了一种能够特异性检测OA的荧光探针GRABOA1.0(简称OA1.0),并利用转基因果蝇模型,揭示了OA在果蝇的厌恶性学习过程中的时空动态及其关键作用。同时,加州大学伯克利分校的Dr. Yvette E Fisher对该研究进行了评价,并在《Research Highlight》中指出,该研究创造了一个极具价值的新传感器,并阐明了章鱼胺和多巴胺信号如何相互作用以形成厌恶性学习

利用GRAB策略开发的OA1.0探针,是一种具有高度选择性的基因编码荧光探针,能够以极高的灵敏度和时空分辨率监测OA的释放。由于OA与酪胺(Tyramine, TA)在化学结构上的微小差异,使得传统的活体检测方法难以区分它们。然而,OA荧光探针展现出了对OA的高选择性。利用OA1.0,研究人员首次观察到了果蝇学习记忆中心蘑菇体(Mushroom body, MB)在厌恶性学习过程中OA释放的动态变化,并发现这一过程依赖于MBKenyon细胞(KC)释放的乙酰胆碱(Acetylcholine, ACh)。

结合之前开发的多巴胺(Dopamine, DA)和乙酰胆碱(ACh)探针,研究揭示了OA通过作用于多巴胺能神经元上的Octβ1R受体,增强了非条件刺激引起的DA释放,从而促进了突触可塑性的变化和厌恶性学习的形成。这项研究不仅开发了一种新型的OA荧光探针,还阐明了OA如何通过影响DA信号来调节厌恶性学习的分子机制,为理解神经递质间的复杂相互作用提供了新的视角。


免责声明:新药情报内容编辑团队专注于介绍全球生物医药健康研究的最新进展,本文旨在提供信息交流,不代表任何立场或治疗方案推荐。如需专业医疗建议,请咨询正规医疗机构。

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