酸敏感离子通道调控负性记忆的机制研究

The acid-sensing ion channel (ASIC) is one of extracellular proton (H+)-gated cation channels and widely expressed in peripheral and central neurons. Based on our previous studies on the biological roles and underlying mechanisms of ASIC (Neuron, 2010; J Biol Chem, 2011a,b; J Neurosci, 2013), in addition to our recent preliminary finding that ASIC1a knockout mice show a specific deficiency in the conditioned taste aversion memory stability, we propose here to deepen our studies on the involvement of ASIC in diverse forms of aversive memory with the emphasis on the determination of the involvement of particular memory phase, unveiling the molecular sensitization mechanisms during memory processes, uncovering the cell-type specific role, and implicating its pathophysiological relevance, by the use of combination of conventional and conditional knockout mice, in-situ injection of virus, behavioral assessment, electrophysiology in addition to biochemistry and molecular cell biology techniques. The present study will shed more light on the understanding on the mechanisms of aversive memory as well as the physiological functions of ASIC.

酸敏感离子通道（acid-sensing ion channel, ASIC）是一类由胞外酸化所激活的阳离子通道，广泛分布于中枢和外周神经元。申请人致力于ASIC生物学功能以及作用机制研究（Neuron, 2010; J Biol Chem, 2011a,b; J Neurosci, 2013）。本项目基于ASIC1a亚基基因敲除小鼠条件性味觉厌恶记忆受损的最新发现，运用多种负性记忆模型，采用经典和条件性基因敲除、急性病毒载体基因干预、脑区定点注射和行为学分析等在体操作手段，结合电生理学、生物化学和分子细胞生物学等离体操作手段，在记忆环节鉴定、分子敏化机制解析、通道的细胞类型特异性鉴定以及病理模型的功能研究等多个层次，研究ASIC1a调控负性记忆的过程，为进一步揭示负性记忆机制以及进行机制指导下的干预和调控提供新思路，也为理解通道的生理功能提供新证据。

酸敏感离子通道（acid-sensing ion channel, ASIC）是一类由胞外酸化激活的阳离子通道，广泛分布于中枢和外周神经元。本项目运用条件性味觉厌恶记忆等负性记忆模型，采用经典和条件性基因敲除、急性病毒载体基因干预、脑区定点注射和行为学分析等在体操作手段，结合电生理学、生物化学和分子细胞生物学等离体操作手段，在记忆环节鉴定、分子敏化机制解析、通道的细胞类型特异性鉴定以及病理模型的功能研究等多个层次，研究ASIC1a调控负性记忆的过程，为进一步揭示负性记忆机制以及进行机制指导下的干预和调控提供新思路，也为理解通道的生理功能提供新证据。本项目研究发现，ASIC1a的功能缺失阻断已建立味觉厌恶记忆的消退，但是对于起始的联合型味觉学习没有影响，对于味觉厌恶记忆的长时程保留也没有影响。同时，本项目鉴定出ASIC1a在岛叶突触的长时程抑制可塑性中发挥至关重要的作用。遗传学敲除或药理学抑制ASIC1a降低了岛叶皮层长时程突触抑制的诱导概率，但是对于长时程突触增强却没有影响。味觉厌恶记忆的消退导致岛叶突触效能的降低，从而使得长时程突触抑制的可塑性不再发生。上述在ASIC1a缺陷小鼠上表现出的长时程突触抑制和消退学习的异常能够通过在岛叶皮层过表达野生型ASIC1a通道所解救，但是过表达不通透离子的突变体没有类似的效应。因此，本项目证明了ASIC1a介导的岛叶突触抑制抑制机制在消退学习中发挥作用，为靶向ASIC1a干预适应性行为提供理论基础。本项目在《Nature Communications》、《Cell Reports》等国际期刊发表论文8篇，申请中国发明专利2项；协助培养博士研究生毕业3人，以联合培养的方式为国内兄弟单位培养研究生毕业3人；培养项目组成员获各类资助项目、奖励或人才计划9项目；项目组成员参与国内国际学术会议交流5次，圆满完成预期目标。