RIM神经元在调节线虫运动中的新功能
发布时间：2021-09-11 22:00
作为经典的模式生物,秀丽隐杆线虫被广泛用于解析神经回路和相关基因调节行为发生的生物学机制。在自由运动过程中,线虫在大部分时间里保持向前运动,并伴随着少数随机发生的向后运动。已有研究发现参与起始向后运动的神经元是线虫改变运动方向和产生躲避行为所必需的,但是调控线虫向后运动的神经回路还存在很多盲区亟待探索。现有的研究表明,AVA、AVE和AVD中间神经元在起始向后运动过程中发挥着关键作用,当使用激光消除这些神经元时,线虫向后运动的频率显著降低。在线虫运动过程中,这些中间神经元接收来自上游感受神经元的信号后不断改变自身神经元活性进而调整线虫的运动状态。感觉神经元可以通过直接激活AVA或者转激活其他中间神经元如AIB、AIY和RIM驱动向后运动,其中RIM在这个过程中起到了整合外界信号和介导向后运动发生的作用。然而RIM在向后运动神经回路中的功能非常复杂,RIM通过突触连接释放神经递质酪胺抑制AVB神经元活性从而使线虫停止向前运动,与此同时RIM通过间隙连接能够迅速激活AVA/AVE神经元驱动线虫向后运动。此外,有研究表明删除RIM和抑制RIM神经元中酪胺合成都可以显著增加线虫自发的向后运动发...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
同时监测线虫头部多个神经元的钙信号
华中科技大学博士学位论文31.2以秀丽隐杆线虫为模型的行为学研究现状1.2.1运动神经元的分布及功能秀丽隐杆线虫的成虫中运动神经元一共有75个，它们都沿着腹侧神经索（VNC）分布。VNC运动神经元（MNs）被分成五类：A（21）、B（18）、D（19）、VC（6）和AS（11）。而A、B和D组又根据所支配的肌肉类型进一步分为两组：如控制腹侧肌肉的神经元VA（12）、VB（11）和VD（13），和控制背部肌肉的神经元DA（9）、DB（7）和DD（6）（如图1.2）[45]，根据其在线虫腹部神经索上分布先后将其编号：如VA从头部到尾部编号为VA1、VA2、VA3、VA4、VA5、VA6、VA7、VA8、VA9、VA10、VA11和VA12。同类型的相邻运动神经元间是通过间隙连接一起发挥功能，共同维持着线虫身体的波形姿势并协调运动中身体的各个部位。A和B类运动神经元和肌肉细胞间形成胆碱能激活型神经肌肉连接（NMJs），而D型运动神经元与肌肉间形成γ-氨基丁酸能抑制性突触连接。AS也是胆碱能兴奋性运动神经元，通过神经肌肉连接调控背部肌肉，而VC运动神经元主要调控生殖口的肌肉[46]。图1.2运动神经元沿着腹部神经索的分布。75个运动神经元分为五类：A、B、D、VC和AS（Wormatlas）。根据神经元控制的肌肉在身体的哪一侧，A、B和D型运动神经元可以分成两类，如VA和DA、或者VB和DB、或者VD和DD。其中V代表腹侧，D代表背侧，然后根据其在腹部排布的先后编号如VA1、VA2、VA3、VA4、VA5、VA6、VA7、VA8、VA9、HeadTail
华中科技大学博士学位论文4VA10、VA11和VA12[47]。Figure1.2Thelocalizationofmotorneuronsalongventralnervecord.Motorneuronsaredividedintofivegroups:A,B,D,VCandAS(Wormatlas).Dependingonwhichsideofmuscleitinnervates,A,BandDtypemotorneuronsaredividedintotwogroups,likeVAandDA,orVBandDB,orVDandDD.VmeansventralandDrepresentdorsal.TheneuronsaremarkalongthenervecordasVA1、VA2、VA3、VA4、VA5、VA6、VA7、VA8、VA9、VA10、VA11、VA12[47].不同类型的运动神经元调节线虫运动方向线虫身体的波形主要是由A和B型胆碱能神经元和D型γ-氨基丁酸能运动神经元维持的。我们最初研究运动神经元对行为的调节作用是通过激光消除某一类神经元来观察运动状态的变化[48]。如刚孵化的幼虫（L1）只有DA、DB和DD三种运动神经元，消除部分DA运动神经元可以扰乱向后运动，部分消除DB运动神经元阻断向前的运动，而消除部分DD运动神经元就能严重打乱两个方向的运动，这些结果说明两类胆碱能运动神经元是分别调节相反运动方向的（如图1.3）。随着线虫发育成熟，运动神经元数量大量增加，其运动调控也就更加复杂，A和B型运动神经元仍然分别控制向后和向前运动方向，而D型运动神经元缺失不能影响向前运动，只是抑制向后运动，这暗示在发育过程中运动模式会被重塑[49]。图1.3运动神经回路在发育过程中被重塑。图式简单描述了线虫运动神经元的一个结构单元。其阐明了胆碱能运动神经元（B型包括VB和DB，调控向前运动；A型包括VA和DA，调控向后运动）和GABA能运动神经元（D型包括VD和DD）和肌肉细胞之间的相互连接。离子1.2.2
本文编号：3393795
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
同时监测线虫头部多个神经元的钙信号
华中科技大学博士学位论文31.2以秀丽隐杆线虫为模型的行为学研究现状1.2.1运动神经元的分布及功能秀丽隐杆线虫的成虫中运动神经元一共有75个，它们都沿着腹侧神经索（VNC）分布。VNC运动神经元（MNs）被分成五类：A（21）、B（18）、D（19）、VC（6）和AS（11）。而A、B和D组又根据所支配的肌肉类型进一步分为两组：如控制腹侧肌肉的神经元VA（12）、VB（11）和VD（13），和控制背部肌肉的神经元DA（9）、DB（7）和DD（6）（如图1.2）[45]，根据其在线虫腹部神经索上分布先后将其编号：如VA从头部到尾部编号为VA1、VA2、VA3、VA4、VA5、VA6、VA7、VA8、VA9、VA10、VA11和VA12。同类型的相邻运动神经元间是通过间隙连接一起发挥功能，共同维持着线虫身体的波形姿势并协调运动中身体的各个部位。A和B类运动神经元和肌肉细胞间形成胆碱能激活型神经肌肉连接（NMJs），而D型运动神经元与肌肉间形成γ-氨基丁酸能抑制性突触连接。AS也是胆碱能兴奋性运动神经元，通过神经肌肉连接调控背部肌肉，而VC运动神经元主要调控生殖口的肌肉[46]。图1.2运动神经元沿着腹部神经索的分布。75个运动神经元分为五类：A、B、D、VC和AS（Wormatlas）。根据神经元控制的肌肉在身体的哪一侧，A、B和D型运动神经元可以分成两类，如VA和DA、或者VB和DB、或者VD和DD。其中V代表腹侧，D代表背侧，然后根据其在腹部排布的先后编号如VA1、VA2、VA3、VA4、VA5、VA6、VA7、VA8、VA9、HeadTail
华中科技大学博士学位论文4VA10、VA11和VA12[47]。Figure1.2Thelocalizationofmotorneuronsalongventralnervecord.Motorneuronsaredividedintofivegroups:A,B,D,VCandAS(Wormatlas).Dependingonwhichsideofmuscleitinnervates,A,BandDtypemotorneuronsaredividedintotwogroups,likeVAandDA,orVBandDB,orVDandDD.VmeansventralandDrepresentdorsal.TheneuronsaremarkalongthenervecordasVA1、VA2、VA3、VA4、VA5、VA6、VA7、VA8、VA9、VA10、VA11、VA12[47].不同类型的运动神经元调节线虫运动方向线虫身体的波形主要是由A和B型胆碱能神经元和D型γ-氨基丁酸能运动神经元维持的。我们最初研究运动神经元对行为的调节作用是通过激光消除某一类神经元来观察运动状态的变化[48]。如刚孵化的幼虫（L1）只有DA、DB和DD三种运动神经元，消除部分DA运动神经元可以扰乱向后运动，部分消除DB运动神经元阻断向前的运动，而消除部分DD运动神经元就能严重打乱两个方向的运动，这些结果说明两类胆碱能运动神经元是分别调节相反运动方向的（如图1.3）。随着线虫发育成熟，运动神经元数量大量增加，其运动调控也就更加复杂，A和B型运动神经元仍然分别控制向后和向前运动方向，而D型运动神经元缺失不能影响向前运动，只是抑制向后运动，这暗示在发育过程中运动模式会被重塑[49]。图1.3运动神经回路在发育过程中被重塑。图式简单描述了线虫运动神经元的一个结构单元。其阐明了胆碱能运动神经元（B型包括VB和DB，调控向前运动；A型包括VA和DA，调控向后运动）和GABA能运动神经元（D型包括VD和DD）和肌肉细胞之间的相互连接。离子1.2.2
本文编号：3393795
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