整理人：贾漠野

审核人：张晨

　　2017年3月21日下午，来自美国斯克里普斯研究所的Dr. Anton Maximove受IDG/麦戈文脑研究所的张晨研究员邀请来到北京大学，并在王克桢楼1113会议室为大家带来一场报告：Intrinsic assembly of neural circuits essential for learning and memory。Dr. Maximove主要通过小鼠遗传学的手段来对发育过程中的神经连接、成年脑中神经突触的维持和重组进行研究。在本次讲座中，Dr. Maximove主要介绍了他实验室最近的研究成果：通过在小鼠中表达破伤风毒素（TeNT）导致Synaptobrevin-2（syb2）蛋白功能丧失影响小鼠脑中的突触传递的方法，发现海马中兴奋性神经环路的发育在很大程度上是受内源的基因调控的。并且还简介了他实验室近几年通过化学遗传手段对神经环路进行调节的新工具的研究进展。

一、引言

　　讲座一开始，Dr. Maximove主要简介了神经系统的发生。神经系统发生首先包括蛋白的转录、翻译、翻译后修饰、定位，然后进行神经元分化、突触形成/消除以及突触可塑性的调节。成熟的神经元具有多种不同形态，正常小鼠神经元突触数目会随着出生时间而增长，在出生后第十天左右达到峰值，并维持稳定，而神经系统缺陷的小鼠会有明显的生理发育缺陷，且大部分在发育早期就会死亡。

二、研究结果

　　Dr. Maximove的实验室首先通过转基因方法构造了Emx1/TeNT的小鼠，通过生化方法发现在皮层中的syb2蛋白表达下降到很低。通过免疫染色的方法也发现TeNT小鼠中Vesicular glutamate transporter 1（VGlut1）没有明显变化但syb2几乎不表达。同样，通过电生理的方法发现TeNT小鼠神经元放电簇状爆发形式（Bursts）频率，诱发兴奋性突触后电流（eEPSC）幅度，自发兴奋性突触后电流（sEPSC）频率都几乎降到0，这说明TeNT导致前脑中谷氨酸的释放发生了广泛和不可逆的沉默。

　　Dr. Maximove的实验室发现与其它脑发育缺陷的老鼠不同，Emx1/TeNT的老鼠可以一直活到成年。但30天的TeNT小鼠体型明显小于正常小鼠，且运动活跃程度明显低于对照组。

　　通过对Emx1/TeNT的小鼠的海马进行分析，发现TeNT小鼠的海马在很大程度上处于失活状态，在3天和30天的TeNT小鼠海马中都无法记录到NMDA和AMPA介导的兴奋性电生理信号，包括eEPSC和sEPSC。

　　接下来通过染色的方法发现，TeNT小鼠海马的CA1，CA3和齿状回（DG）区都缺少syb2蛋白表达，但海马的形态结构都没有发生变化，这说明TeNT对突触兴奋性的永久抑制并不影响海马的形态结构。但是TeNT小鼠海马中对记忆的储存以及经验依赖的突触发生都发生了变化。之后又通过对海马中神经元形态结构的研究发现，CA1中神经元的分支形态发生了明显变化，而DG区的神经元形态没有发生变化。染色结果发现TeNT小鼠海马中CA1，DG和SSC区域的树突脊、轴突末端的面积都有明显升高，而SVs没有明显变化。

三、总结

　　以上这些结果说明海马中兴奋性神经环路的发育在很大程度上是受内源的基因调控的，而不是受谷氨酸的释放和下游受体激活调控的。

　　Sando et al. Nature Methods. 2013

　　接下来Dr. Maximove简单介绍了他们实验室近几年在基因编辑工具上的研究进展。他介绍了一种基于非稳定的Cre重组酶（DD-Cre）该重组酶的活性可以被具有抗生素活性的甲氧苄氨嘧啶（TMP）调控。DD-cre可以激活在提小鼠脑神经元中迅速的TMP依赖的loxP侧翼的等位基因重组，这说明这一系统可以应用于神经行为方面的研究。

　　最后，Dr. Maximove对他实验室的研究成员进行致谢，并回答了同学和老师们的提问。讲座在轻松愉快的氛围中结束。