遗传示踪苦味中继神经元揭示条件性味觉厌恶学习中内侧杏仁核条件刺激激活神经元群体的改变

《Neurobiology of Learning and Memory》:Genetic tracing of bitter taste-relaying neurons reveals a change in populations of the conditioned stimulus-activated neurons in the medial amygdala during conditioned taste aversion learning

【字体: 时间:2026年08月14日 来源:Neurobiology of Learning and Memory 2.1

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  研究人员应用遗传方法在小鼠mT2R5基因(环己酰亚胺受体)阳性苦味味觉受体细胞中选择性表达荧光跨突触示踪剂tWGA-DsRed,可视化脑内源自苦味味觉受体细胞的标记神经元空间分布,发现大量tWGA-DsRed标记神经元集中于内侧杏仁核(MeA)。MeA在味觉新

  
研究人员应用遗传方法在小鼠mT2R5基因(环己酰亚胺受体)阳性苦味味觉受体细胞中选择性表达荧光跨突触示踪剂tWGA-DsRed,可视化脑内源自苦味味觉受体细胞的标记神经元空间分布,发现大量tWGA-DsRed标记神经元集中于内侧杏仁核(MeA)。MeA在味觉新恐惧症中具有关键作用,且条件性味觉厌恶(CTA)学习与味觉新恐惧症可能共享部分神经元活动。研究人员通过免疫组化检测即时早期基因Zif268表达,分析MeA内苦味中继神经元对水、环己酰亚胺(CHX)、糖精(Sac)及CTA获得与消退后糖精(条件刺激,CS)的反应。结果显示,MeA内固有处理厌恶苦味信息的tWGA-DsRed标记神经元亚群中,CHX激活比例(约53%)显著高于水(约19%)与首次糖精(约40%),而多次糖精暴露后激活比例下降至约19%,反映味觉新恐惧症相关兴奋性改变;CTA获得后(conditioning组)糖精激活该亚群比例升至约63%,显著高于对照SacPBS-Sac组(约28%);CTA消退(extinction组)后该激活比例仍维持约59%,未回退至对照水平。研究表明,MeA苦味中继神经元亚群在CTA学习后发生条件刺激激活群体重组,且该重组在CTA记忆消退后持续存在。
研究背景与立项依据:条件性味觉厌恶(CTA)是将先天喜好味觉价向厌恶转换的联想学习,对动物规避有毒食物至关重要。既往研究提示CTA依赖脑桥臂旁核(PBN)、丘脑味觉核、味觉皮层(GC)及基底外侧杏仁核(BLA)等回路,但内侧杏仁核(MeA)虽参与味觉新恐惧症,其在CTA中的功能长期未被阐明。研究人员前期利用mT2R5启动子驱动tWGA-DsRed跨突触示踪,发现源自口腔苦味受体细胞的示踪信号在MeA高度富集,提示MeA可能接收并加工厌恶苦味信息,并可能在CTA学习依赖的味觉价重排中发生神经群体可塑性。鉴于糖精兼具甜主导与奎宁样苦属性,且CTA获得受条件刺激新奇性调制,研究人员假设MeA苦味中继神经元亚群在CTA获得与消退中发生条件刺激激活群体的改变,从而开展本研究,论文发表于《Neurobiology of Learning and Memory》。
主要技术方法概括:研究使用mT2R5-WGA转基因雄性小鼠(C57BL/6背景,口腔苦味受体细胞表达tWGA-DsRed),通过薄膜转移法获冠状冰冻切片直接荧光定位MeA内tWGA-DsRed标记神经元;行为学上设水、CHX、首次糖精(Sac)、多次糖精(4 day-Sac)及CTA范式(糖精CS+腹腔LiCl非条件刺激US)分化为conditioning与extinction组,并以SacPBS-Sac为对照;以口服灌流刺激后45分钟灌流取脑,免疫荧光标记即时早期基因Zif268(Egr1)判定兴奋态,统计MeA内tWGA-DsRed+Zif268+神经元占比,卡方检验(Bonferroni校正)分析组间差异。
研究结果:
3.1 源自mT2R5表达细胞的tWGA-DsRed标记神经元定位:直接荧光与WGA免疫组化确认MeA内Bregma ?0.70至?2.06 mm分布平均55.4±51.0个标记神经元,覆盖MeAad、MeAav、MeApd、MeApv四个分区,胞体周核区见DsRed点状信号,MeA神经元本身不表达mT2R5-GFP,证实示踪源于外周口腔苦味受体细胞跨突触传递。
3.2 环己酰亚胺较糖精激活更多MeA tWGA-DsRed标记神经元:水组Zif268+占19%,CHX组53.2%(p<0.0001 vs 水),首次糖精组39.6%(p=0.0004 vs 水,p=0.0002 vs CHX),多次糖精组降至19.2%(p=0.0047 vs 首次糖精),表明该亚群固有响应厌恶苦味,且首次糖精激活反映味觉新恐惧症,重复暴露后衰减。
3.3 CTA获得与消退中厌恶指数(AI)变化:糖精+LiCl使所有鼠获强CTA,两日测试平均AI 79.5±12.3;conditioning组71.8±10.0,extinction组83.7±11.7,后续连续双瓶测试使extinction组AI渐降至<50%界定消退。
3.4 CTA获得后及消退后糖精仍激活MeA苦味中继亚群:SacPBS-Sac对照Zif268+占27.7%,conditioning组67.7%(p<0.0001 vs 对照),extinction组68.3%(p<0.0001 vs 对照,p=0.2796 vs conditioning),表明CTA学习后CS激活群体扩大并在行为消退后维持,未回退至学习前状态。
讨论部分总结:研究人员指出tWGA-DsRed经NTS→PBN→MeA通路传递,MeA标记神经元主要经外外侧PBN获味觉输入;MeA苦味中继亚群在CTA后CS激活增强不能简单归为甜或苦成分敏感化,而是学习依赖的群体重排,机制可能为新增回路招募或兴奋/抑制平衡可塑性而非新通路创生;CTA消退是行为消退而非MeA追踪擦除,Zif268响应维持提示MeA或参与消退后CTA记忆重建(reinstatement);研究限雄性小鼠及未控糖精嗅觉成分影响为未来方向。
结论部分翻译:遗传示踪通过源自苦味味觉受体细胞的tWGA-DsRed标记揭示MeA内苦味味觉中继神经元位置。研究人员发现,CTA记忆获得后MeA内条件刺激糖精激活的tWGA-DsRed标记神经元群体增多;且CTA记忆消退后,该扩大的条件刺激激活tWGA-DsRed标记MeA神经元群体仍维持不变并被条件刺激激活。
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