快捷搜索:

研制新型超声神经刺激芯片钻石3333手机版:,生

来源:http://www.xiyangshen-china.com 作者:钻石3333手机版 人气:166 发布时间:2019-11-24
摘要:对感觉神经元水平的外周感受调节研究一直较少,机制了解也不多。生命学院生物物理与分子生理学系吴政星教授团队,以秀丽隐杆线虫为对象进行综合研究,解析了部分神经元间的神

  对感觉神经元水平的外周感受调节研究一直较少,机制了解也不多。生命学院生物物理与分子生理学系吴政星教授团队,以秀丽隐杆线虫为对象进行综合研究,解析了部分神经元间的神经信号联系与分析的分子机制。

日前,中科院深圳先进技术研究院医工所郑海荣团队在超声神经调控方面取得新进展。相关研究发表在《芯片实验室》杂志上,并被选为当期的封面文章。

线虫

线虫动物门是假体腔动物中最大的一门,已命名的约有16000种,据估计约有50万种,尚有大量种未被定名。绝大多数体小呈圆柱形,因此又称为圆虫(roundworm)。绝大多数自由生活的线虫是小型动物,体长一般不超过2.5mm,多数在1mm左右,陆生的大型个体可长达7mm,海产的可达5cm。但寄生种类最长的可达1m,但其直径小于2mm。

  1月13日,吴政星团队的研究论文“感觉神经元ASH和ASI的交互抑制调控秀丽隐杆线虫的伤害性感受和回避行为”在《自然·通讯》发表。

近些年,神经精神疾病广泛发生,利用物理方法调控特定核团是治疗、干预神经精神疾病的一种切实可行的方法。超声作为一种机械波,可无创刺激颅内深部脑区,作为一种非侵入的神经调控手段受到越来越多的关注。由于超声物理效应复杂,包括机械效应、热效应等,目前超声神经调控的机制尚不清楚。

神经系统

线虫在咽的周围有一环状的脑,环的两侧膨大成神经节,由脑环向前后各分出六条神经,前端的神经分布到唇、乳突及化感器等。向后的六条神经中,一条为背神经,一条为腹神经,二对侧神经,两对侧神经离开脑环后很快合并成一对,最后的这四条神经分别位于相应的纵行上皮索内,其中腹神经最发达,由腹神经发出分支到肠及肛门。腹神经索中包括运动神经纤维及感觉神经纤维,背神经索中主要为运动神经纤维,侧神经索中主要为感觉神经纤维。另外在脑环周围,神经细胞集中,形成神经节状。

线虫的感觉器官主要分布在头部及尾部两端。头部包括唇、乳突、感觉毛,统称为头感器;还有一个特殊的化感器。唇及乳突是头部的角质突起,有脑环发出的神经进行支配。感觉毛在头部较发达是一种触觉感受器,实际上是一种改变了的纤毛,有的种感觉毛周围还有腺细胞围绕。化感器是线虫特有的一种感觉器,位于身体前端一侧,它是体表的一个内陷物,呈囊状、管状、螺旋状等各种形态,成为线虫分目的依据之一,其内端为盲端,外端开口,它是一种化学感受器,也常有腺细胞伴随。电子显微镜的研究已经证明化感器的感觉突实际上也是改变了的纤毛,过去一直认为线虫类不存在任何纤毛,而化感器是改变了的纤毛,这种特征便将线虫和其他有纤毛的动物在进化上联系起来。在水生种类特别是海产种类化感器发达,而陆生及寄生种类则退化了。水生种类在咽的两侧还有一对眼点,是视觉器官其中色素细胞分散或排列成杯状。

线虫的尾端也有一对单细胞腺体称尾感器,分别开口在尾端两侧,它也是一种腺状感受器,这种感受器在寄生的种类发达。雄性个体尾端交配器周围也有感觉乳突及感觉毛。

秀丽线虫:雌雄同体线虫的成虫由 302个神经元组成,分成感觉神经元、中间神经元和运动神经元。秀丽线虫具有19个γ-氨基丁酸能运动神经元,它们统称为D型运动神经元。

纤毛神经元:FLP, ASH, OLQ

多巴能神经元:CEP, ADE, PDE

化学感受神经元对称14种32个,头部11对,尾巴2对,内唇6个

头部:ASE, ADF, ASG, ASI, ASK, ASJ 感受水溶性吸引性物质;ASH感受排斥性物质,且需ADL, ASE,ASK辅助。AWA, AWB, AWC嗅觉感受

尾部:PHA, PHB

温度感受:AFD,AWC, ASI,AIY, AIZ参与

钻石3333手机版,光感受:ASJ, AWB, ASK, ADL, ASH

伤害性感受:ASH机械,强光,毒物,刺激气体,重金属,高渗等

氧气和二氧化碳感受:AQR, PQR, URX,SDQ, ALN, BDU, AFD, ASH,传递给之间神经元AVA。

  动物感觉调控对动物的感觉、感知、维持正常的生理活动、做出正常的行为应答和生存极为重要。感觉调控既可源于中枢,也可来自外周。吴政星团队的研究以模式生物--秀丽隐杆线虫为研究对象,综合应用行为学研究、反向遗传学筛选和遗传学分析、基因操作技术、结合微流控芯片技术的单神经元钙离子记录、单神经元的细胞毒素遗传学、光遗传学和化学遗传学操控技术等研究方法和技术,研究了线虫对伤害性刺激硫酸铜的感受与回避行为的外周感觉神经元水平的调控,揭示其分子机制和神经元环路。研究结果表明,线虫的这种伤害性感受外周调控涉及三个感觉神经元ASH、ASI和ADF,以及一个中间神经元RIC。该研究解析了这些神经元间的神经信号联系与分析的分子机制。

研究人员设计制备了一种新型超声神经刺激芯片,以经典模式生物秀丽隐杆线虫作为研究对象。研究结果表明,在超声作用下,线虫多模感受神经元 ASH 会被超声激活,产生回避的行为学反应。同时,感知温度的 AFD 神经元并不会被超声激活,这表明线虫的回避行为主要是超声波机械效应引起的,Tax- 4 突变体实验进一步验证了该结果。

  此项工作由生命学院博士生郭敏、吴太红、葛明海,生命学院硕士生宋延学、牛卫品、李兰兰、徐子静、葛长利等人在导师吴政星的指导下完成。该研究得到了973项目、国家自然科学基金和校创新基金的资助。

研究人员表示,该器件可以和钙成像、膜片钳等生物学手段相兼容,实现对超声神经调控机制的研究,从而为超声神经调控治疗神经类疾病提供基础和理论依据。

本文由亚洲第一澳门钻石zs3333发布于钻石3333手机版,转载请注明出处:研制新型超声神经刺激芯片钻石3333手机版:,生

关键词:

最火资讯