江安世教授再发《Cell》文章解析神经科学研究

　　

生物通报道：来自台湾国立清华大学生物技术研究院，生命科学系，脑研究中心，以及国立中央大学（National Central University），冷泉港实验室等处的研究人员就目前对于果蝇嗅觉感官刺激（olfactory sensory stimuli）神经系统中高级脑中心所知甚少展开了新的研究，解析了果蝇蕈形体（Mushroom Body）嗅觉呈递图形，为进一步了解嗅觉神经系统提供了重要资料。这一研究成果公布在3月23日《Cell》杂志上。

领导这一研究的是来自台湾清华大学的江安世（Ann-Shyn Chiang）教授，其主要的研究领域是神经系统与脑科学，之前曾与冷泉港实验室的研究人员合作证实了NMDA受体在学习和基因中的核心作用，并且在去年的同样发便在《Cell》杂志的一篇文章中，证实果蝇Chinomo BTB-锌指蛋白掌控着神经元时间身份（temporal Identity）。

原文摘要：
Cell, Vol 128, 1205-1217, 23 March 2007
A Map of Olfactory Representation in the Drosophila Mushroom Body
[Abstract]

在视、听、嗅、味及体觉五大特殊感觉当中，嗅觉是最不受重视的一项。如果让人选择可以割舍的感觉，嗅觉总是名列前茅，甚至还在味觉之前。但一般人却不一定知道，食物的香味有80%是由嗅觉所贡献，如果少了嗅觉，再美味的食物吃起来也将如同嚼蜡。

2004年的诺贝尔奖将我们的视线又拉回到了这个受到忽视的研究领域，近年来也有了许多可喜的研究成果，在本期《Cell》封面上的故事也是来自嗅觉研究的成果：研究人员将单细胞标记和图像配准（image registration）相结合，绘制出高清晰、定量的35条输入PN通道和几组LH神经元的MB和LH图谱（详细内容见本期《Cell》封面介绍嗅觉神经研究进展）。

在这篇文章中，研究人员发现天线空间图谱（antenna lobe（AL）spatial map）可以在蕈形体（Mushroom Body，MB，蕈形体是指昆虫原脑的中心部分，为神经细胞及其神经纤维的聚集体，背面宽展，呈蘑菇形，向背前方生出分枝，而神经细胞只局限于背面）calyx部分进一步转换。并且他们也发现Kenyon细胞（Kenyon cell，KC）树突被隔离成17个互补位点（complementary domains），之后将投射神经元（projection neurons，PN）轴突图形与KC树突图形，以及超微观测结果排列在一起，研究人员发现这是一种positional ordering，不同AL glomeruli的输入信息在MB calyx中有不同的呈递表现，而这些表现也许在功能不同的KCs上形成突触。这些研究结果表明AL的嗅觉编码可以在MB中解码，并且通过不同的lobes（分离高级大脑中心）传递。
（生物通：万纹 责编：王蕾 ）

附：
嗅觉感觉系统

生物体的感觉系统，属于神经系统的分支；任何感觉的产生，必须经过三个过程：
（一）感觉接受器受到外来刺激兴奋而发出讯息；
（二）讯息经传入神经送入大脑；
（三）大脑对传入讯息进行整合及认知。
除了幻觉以外，这三者缺一不可。一般而言，最难研究也最难了解的，要属脑中枢的处理过程，然而对嗅觉来说，多年来连第一关兴奋的过程都没有定论，而且争议不断。长久以来，嗅觉与味觉都归类于化学感觉，那是因为这两种感觉是由一些化学分子所引发的。位于鼻腔粘膜嗅觉细胞上的特定受体，能够与引起嗅觉的气味分子（odorant）结合，是引起嗅觉的第一步。至于受体辨识气味分子的方式，一般相信类似钥匙与锁的关系，也就是嗅觉辨识的「形状理论」（shape theory），但是具体细节一直不为人所知。

Ann-Shyn Chiang 


Professor & Director
Ph.D., Rutgers University, 1990


Research Interest: 

Does the morphology of a neuron and its many process (axons and dendrites) tell us what it does for a living? If so, anatomical information could serve to classify neurons into distinct functional classes. We use fruit fly to locate specific brain circuits and genes involved in the process of learning and memory. We reason that if the connections between all neurons expressing specific genes in the brain could be mapped, the resulting circuit diagram and gene network should uncover clues to the brain's operation. 

Using newly patented imaging techniques, we can now visualize circuits and gene expression patterns in the whole Drosophila brain. We focused on functional mapping of so called "memory circuits" using genetic engineering, transgenic GFP mutants, in vivo functional imaging, immunohistochemical labeling, calcium imaging, multiphoton confocal microscopy, electron microscopy, and 3D image analysis. Our long-term goad is to generate a graphic digital database of Drosophila memory circuits at cellular and molecular level for understanding how the brain works. 

Honor : 

2005 Outstanding Research Award, National Science Council , Taiwan
1992-2004 Best Research Award (10 times), National Science Council, Taiwan 
1990 First place in the Student Paper Competition, Eastern Branch of Entomological Society of America 62nd Annual Meeting, Baltimore , MD. , U.S.A.
1987-1990 Thomas J. Headlee Fellowship, Department of Entomology, Rutgers University , U.S.A. 
1989 Radclyffe B. Roberts Scholarship, Department of Entomology, Rutgers University , U.S.A.