《Neurobiology of Learning and Memory》：“Dynamic protein changes in aversive taste conditioning: insights from GAP-43 and synaptophysin in memory retrieval and extinction”
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摘要了解味觉记忆的形成、提取和消退背后的神经机制，对于阐明学习和记忆过程至关重要。我们利用条件性味觉厌恶模型，研究了在味觉记忆中起关键作用的杏仁核和味觉皮层的功能。本研究重点关注与愉悦型及厌恶型味觉记忆相关的可塑性变化，强调了消退在促进适应性行为及抑制不良反应方面的作用。记忆过程
摘要
了解味觉记忆的形成、提取和消退背后的神经机制，对于阐明学习和记忆过程至关重要。我们利用条件性味觉厌恶模型，研究了在味觉记忆中起关键作用的杏仁核和味觉皮层的功能。本研究重点关注与愉悦型及厌恶型味觉记忆相关的可塑性变化，强调了消退在促进适应性行为及抑制不良反应方面的作用。
记忆过程会引发突触可塑性，这通常表现为神经元重塑标志物如生长相关蛋白43（GAP-43）和突触素（SYN）表达的增加。我们通过对接受愉悦型及厌恶型记忆训练的雄性大鼠进行免疫组织化学分析，研究了GAP-43和SYN在味觉记忆中的作用。在记忆提取过程中，基底外侧杏仁核中的GAP-43表达显著上升，尤其是在厌恶条件下。相反，在过度训练的动物中，记忆消退会导致中央杏仁核中GAP-43表达显著增加，同时基底外侧和中央杏仁核中的SYN表达也有所上升。
这些发现凸显了GAP-43和SYN在记忆消退过程中介导突触变化的关键作用，支持了消退是一种动态且具有可塑性的过程，对行为适应极为重要的观点。我们的研究结果加深了对味觉记忆分子基础的理解，并为针对不良记忆痕迹的干预措施提供了潜在靶点，这对解决负面经历问题及提升适应性学习具有重要意义。
引言
对味道的厌恶条件反射，即条件性味觉厌恶，是一种基本的联想学习形式，它使生物能够因有害的味觉体验而改变自身行为。这种学习模式涉及将一种新的味道（条件刺激）与由有毒物质引发的强烈不适感（无条件刺激）联系起来。因此，生物会对这种味道产生长期的厌恶感，从而避免未来摄入可能有害的物质——这一机制对生存和体内平衡调节极为重要（Garcia等人，1974；Yamamoto等人，1994；Bielavska & Roldan，1996；Bermúdez-Rattoni，2004；Reilly & Bornovalova，2005；Grossman等人，2008）。
厌恶型味觉记忆的提取和消退是这一适应性系统的重要组成部分。记忆提取指的是在再次接触到条件刺激时，储存在大脑中的关联被重新激活，进而影响行为反应。而消退则是指在缺乏无条件刺激的情况下，由于反复接触条件刺激，条件反射逐渐减弱。人们认为这两种过程都依赖于活动依赖性的突触可塑性机制，这类机制涉及特定脑区如岛叶皮层和杏仁核内的动态分子和结构变化（Yamamoto，2006；Rodríguez-Durán等人，2017；Abe等人，2020）。
在突触可塑性的分子标志物中，生长相关蛋白43（GAP-43）和突触素（SYN）因其在轴突生长、突触前结构重塑以及突触小泡调控中的作用而被广泛研究。尤其是GAP-43，在突触重组期间表达水平很高，被视为神经可塑性的重要标志（Benowitz & Routtenberg，1997；Grijalva等人，2021；Okada等人，2021）。突触素则是突触小泡的一种膜糖蛋白，可作为突触密度和完整性的指标（Tarsa & Goda，2002）。已有研究表明，这些蛋白质参与了与学习和记忆相关的可塑性变化，尤其是在依赖海马体的空间学习及长时程增强现象中（Buffelli等人，2003；Südhof，2004）。
尽管这些蛋白质在其他学习模型中已被证实具有重要作用，但迄今为止尚无实验证据表明它们直接参与条件性味觉厌恶过程中的记忆提取或消退机制。这在目前对厌恶记忆的持久性和灵活性背后的分子机制的理解上存在一个重要空白。通过分析条件性味觉厌恶的提取和消退阶段中这些突触标志物的表达与分布情况，或许能为理解在厌恶型和愉悦型学习模式下、受经验影响的突触可塑性机制提供新的见解。
在之前的研究中，我们发现味觉厌恶的形成会导致味觉皮层、基底外侧杏仁核以及中央杏仁核中GAP-43和SYN的表达增加。我们还发现，学习愉悦型味道会提高这些区域中SYN的表达水平，但不会改变GAP-43的表达，这说明厌恶型与愉悦型记忆形成所对应的可塑性变化具有区域特异性（Grijalva等人，2021）。
本研究旨在阐明在条件性味觉厌恶的记忆提取和消退过程中，GAP-43和SYN在突触可塑性中的作用。通过了解这些分子机制，我们希望为揭示联想学习与记忆形成的动态过程提供新的见解，从而推动神经科学研究的进展。
章节节选
实验1：厌恶型味觉条件反射的提取实验方案
该研究使用了24只体重在300至350克之间的雄性Wistar大鼠。这些大鼠被饲养在温度可控的环境中（22–24摄氏度），光照时间为12小时、黑暗时间为12小时，实验场所为动物神经生物学研究所的动物饲养设施。在条件反射训练开始之前，每只大鼠都被单独关在笼子里，可以随时获取食物和水。所有用于实验的大鼠体重相近（300–350克），这样就能最大程度减少因体重差异带来的实验组间变异。
味道摄入量
在厌恶型味觉条件反射的诱发阶段，不同实验组之间的味道摄入量存在显著差异（见图2）。双因素方差分析显示，组别（F = 3.921，P = 0.044）、实验次数（F = 8.223，P < 0.001）都具有显著影响，而且组别与实验次数之间存在显著交互作用（F = 23.316，P < 0.001）。具体而言，接受蔗糖并注射生理盐水的愉悦组，其味道摄入量明显高于对照组（仅给予
讨论
本研究探讨了条件性味觉厌恶的提取和消退背后的神经生物学机制，重点研究了突触及结构可塑性的分子标志物——GAP-43和SYN。我们的研究结果提供了新证据，表明记忆提取和消退过程中，味觉系统和边缘系统的关键组成部分会出现不同的神经可塑性模式，从而凸显了它们在行为灵活性和适应性学习中的作用。本研究为
结论
总之，本研究阐明了厌恶型味觉条件反射及其消退背后的重要机制，强调了基底外侧杏仁核、中央杏仁核和味觉皮层等脑结构在其中的关键作用。我们的研究发现，在厌恶型条件反射的回忆过程中，GAP-43和SYN的表达显著增加，这表明与厌恶记忆的形成和提取相关的神经元可塑性过程正在发生。此外，过度训练也会导致这些指标出现显著变化
CRediT作者贡献说明
Lucia E. Grijalva-Contreras：撰写——初稿、方法学、实验设计、正式分析、数据整理、概念构建。Raúl G. Paredes：撰写——审阅与编辑、验证、项目管理、资金获取、概念构建。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了UNAM-DGAPA（项目编号IN214524）的支持。
Lucia E. Grijalva-Contreras|Raúl G. Paredes
