解析情景记忆损伤的神经环路及可塑性机制

日期:2021-07-19 点击数: 来源:

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情景记忆是形成认知的核心组成,也是认知障碍中最早和最易受损的部分。情景记忆包含事件、时间和空间信息,主要在内嗅皮层-海马体环路中形成,但关键的“事件”信息如何在神经环路中编码和传递还不明确。已知自闭症患者临床症状包括认知障碍,但其具体病理机制还不清楚。

利用化学遗传学HM4Di受体特异性抑制外侧内嗅皮层(lateral entorhinal cortex, LEC)至齿状回(dentate gyrus, DG)环路,显著降低野生型(wide type, WT)小鼠在序列气味任务(事件)模型中的学习能力利用膜片钳和场电位记录技术,发现外侧穿通通路(lateral perforant path, LPP)部位长时程增强作用(long-term potentiation, LTP)生成过程中,突触后膜AMPA型谷氨酸受体表达量和功能未发生变化,但谷氨酸的释放显著增加(以下称LPPLTP)。利用转基因小鼠及多种药理学手段,揭示谷氨酸释放的增加是由内源性大麻素2-AG引起。进一步实验揭示,在LPP突触中2-AGCB1受体激活FAK/ ROCK信号通路促进谷氨酸释放。

利用新建序列气味学习模型和膜片钳技术,发现自闭症Fmr1-KO小鼠“事件”信息记忆能力和LPPLTP均受损。而通过LC-MS液相色谱-质谱联用技术,分析WTFmr1-KO小鼠齿状回脂肪酸衍生物含量变化,发现Fmr1-KO小鼠2-AG含量显著降低。通过药理学方式激活2-AG/CB1通路或利用化学遗传学HM3Dq特异性激活LEC-DG环路,可以显著纠正受损LPPLTP,以及改善认知障碍。

相关论文:

1. Wang W#, Cox BM#, Jia Y, Le A. A, Jung KM, Hou J, Piomelli D, Gall CM*, Lynch G *(2018). Treating a novel plasticity defect rescues episodic memory in Fragile X model mice. Molecular Psychiatry, 23 (8):1798-1806.

 

2. Wang W, Jia Y, Pham DT, Jung KM, Cox CD, Rumbaugh G, Piomelli D, Gall CM, Lynch G* (2018). Atypical endocannabinoid signaling initiates a new form of memory-related plasticity at a cortical input to hippocampus. Cerebral Cortex. 28(7):2253-2266.

 

3. Wang W#, Trieu BH#, Palmer LC, Jia Y, Pham DT, Jung KM, Gall CM, Piomelli D, Lynch G* (2016). A primary cortical input to hippocampus expresses a pathway-specific and endocannabinoid-dependent form of Long-Term Potentiation. eNeuro. 8; 3(4). pii: ENEURO.0160-16.2016.

 

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