中科院学科带头人《PNAS》解析恐惧记忆

　　

生物通报道：来自中国国家科学院神经生物学研究所，神经科学国家重点实验室，昆明动物研究所动物模型与人类疾病机理重点实验室（Key Laboratory of Animal Models and Human Disease Mechanisms），中南大学第二湘雅医院的研究人员发现了5-羟色胺（serotonin，5－hydroxytryptamine，5-HT）这种重要的信号传导分子很可能是大脑调控恐惧记忆的关键因素，这将有助于科学家寻找人类创伤后应激综合征的治疗策略。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）在线版上。

领导这一研究的是中国科学院昆明动物所动物模型与人类疾病机理重点实验室主任，学科带头人徐林博士，以及神经科学研究所的丁玉强研究员。

5－羟色胺是色氨酸（Trp）的代谢产物，在人体中枢及外周组织中分布广泛，具有重要的生理功能，与类癌瘤、神经精神系统疾病等有关，并且是与抑郁、焦虑以及创伤后应激障碍（PSTD）特别有关，所有这些都常常与学习和记忆困难有联系。

在这篇文章中，研究人员敲除了Lmx1b基因（这种小鼠无法合成5-HT），将缺乏5-HT的小鼠与正常对照组小鼠进行了实验比较，即将小鼠至于能引发焦虑或恐惧的环境中，结果发现缺乏5-HT的小鼠在一个高架迷宫的开口部分游荡的时候比对照组小鼠更加放松，这说明它们焦虑程度更低。而在小鼠被置于特制的笼子里接受脚部电击的实验中，缺乏5-HT的小鼠似乎比对照组小鼠保持对这个笼子的不愉快的记忆时间更长，而且更不容易忘记被电击，之后研究人员在5-HT敲除小鼠的脑内重新施用了5-羟色胺，结果先前增强的恐惧记忆和正常小鼠一样消退了。

通过这些实验结果说明5-羟色胺很可能是大脑调控恐惧记忆的关键因素。丁玉强研究组的一个主要研究方向就是关于脑干中缝核团5羟色胺神经元发育的基因调控通路，以及中枢神经系统发育过程中五羟色胺的功能。他们之前的研究证明了Lmx1b 对于5羟色胺神经元的分化起着至关重要的作用，并粗略描绘了控制5-HT神经元发育的基因调控通路。

附：

徐林， 42岁。现为中国科学院昆明动物所研究员，博士生导师，学科带头人，中国科学院昆明动物研究所“动物模型与人类疾病机理重点实验室”主任。

1985毕业于南充师范学院生物系，获学士学位；1985-1987，四川省泸州市第一中学任教；1989年毕业于中国科学院昆明动物所灵长类研究室，获得硕士学位；1990-1994,中国科学院昆明动物研究所脑与行为实验室研究实习员和助理研究员；1994-1995，英国伦敦大学药学院药理系访问学者；1998年毕业于爱尔兰三一学院药理治疗系，获得博士学位。1999年入选中国科学院“****”和获得国家基金委杰出青年基金。

现兼任中南大学精神健康研究所、中国科技大学、云南大学神经行为学博士生导师以及中国科学院上海神经研究所客座研究员；兼任中国神经科学学会“神经药理学专业委员会”副主任，中国生理学会“生理心理学委员会”副主任，中国生物物理学会理事。10多种国际神经科学SCI杂志的评审专家。承担国家基金委重点项目和科技部973子课题。2004年获得科技部973先进个人奖。

研究成果已发表在Nature, Neuron, PNAS, JNS, JBC, Hippocampus等杂志。其中1998年发表的Nature论文被Thomas Donaldson(1998)列入了近代记忆研究目录28篇论文之一（Bibliography on Memory自1950年）。目前已申请抗老年痴呆和抗心理应激国内专利2项，治疗精神疾病设备国际专利1项。

 

丁玉强博士

中国科学院神经科学研究所神经发育学实验室研究组组长，研究员。

1989 年毕业于西安第四军医大学，获临床医学本科学位；1996 年获日本京都大学医学论文博士学位；1999 年获西安第四军医大学医学博士学位；2000-2001 年在美国北卡罗莱那医学院细胞生物和解剖学系 Aldo Rustioni 实验室做博士后；2001-2004 年在美国圣路易市华盛顿大学麻醉系陈宙锋实验室做博士后。2004年应聘到神经所，主要从事脊髓背角和脑干发育的分子机制研究。

2001 年，他的博士学位论文被评为全国百篇优秀博士学位论文；2004 年入选中科院 “****” ，2006 年获国家杰出青年科学基金资助。近年的研究成果发表在《Nature Neurosci》、《J.Neurosci》、《Development》等国际学术期刊上。

研究方向

神经发育研究组目前的工作主要有两个方向。一个是研究脊髓背角发育和脊髓背根节（DRG）感觉神经元轴突向脊髓投射的分子机制。脊髓背角的主要功能是接受和初步整合来自外周的感觉信息。目前已发现一些转录因子（如：Drg11, Lbx1, Lmx1b, Pax2, Tlx1/Tlx3 等）可控制脊髓背角细胞的命运决定、迁移、分层和分化等重要发育步骤。我们将利用基因芯片技术比较脊髓背角不同发育时期的基因表达，并利用基因剔除和转基因技术研究这些基因在脊髓背角发育中的作用。在发育过程中，DRG 感觉神经元轴突向脊髓的投射与脊髓的发育相互协同。因此，我们也关注脊髓背角的发育如何影响 DRG 神经元中枢突的投射。

本研究组另一个研究方向是关于脑干中缝核团5羟色胺神经元发育的基因调控通路，以及中枢神经系统发育过程中五羟色胺的功能。我们以往的研究表明 Lmx1b 对于5羟色胺神经元的分化起着至关重要的作用，并粗略描绘了控制 5 羟色胺神经元发育的基因调控通路。我们正在进一步研究这一基因调控通路。此外，5 羟色胺可能参与动物的胚胎发育过程。我们将利用中缝核特异性的 Lmx1b 条件性基因敲除老鼠（在这种老鼠中，没有5羟色胺的合成），细致地研究5羟色胺在中枢神经系统发育中的作用。


原文摘要：

Published online before print August 11, 2008, doi: 10.1073/pnas.0801329105
Enhanced contextual fear memory in central serotonin-deficient mice
[Abstract]