饥饿状态调控视觉诱发的本能防御性行为及其神经环路机制研究

饥饿状态调控视觉诱发的本能防御性行为及其神经环路机制研究

论文摘要

本能行为对于物种的生存至关重要。饥饿时的觅食行为与面对威胁时产生的防御性行为都属于本能行为。当生物体在饥饿状态下是优先觅食还是躲避天敌,即这两种本能行为之间存在冲突时,大脑在调控两者之间的优先次序发挥着重要的作用。本研究结合饥饿状态下的觅食行为与视觉诱发的本能防御性行为范式,以小鼠为研究对象,来解析饥饿-觅食环路对本能防御环路的调控作用。首先,为明确饥饿状态对小鼠防御性行为是否存在影响,我们对小鼠进行饥饿的量化处理,继而进行视觉诱发的防御性行为测试。通过对行为学参数的量化分析,我们发现饥饿状态能够对来自视觉触发的本能防御性行为产生抑制作用。其次,为解析饥饿调控恐惧的神经环路机制,我们确认了下丘脑弓状核(arcuate nucleus,ARC)脑区的刺鼠相关蛋白(agouti-related protein,AgRP)神经元作为我们探究饥饿调控本能防御性行为的目标脑区和神经元类型。使用神经元示踪技术,鉴定了 AgRP神经元下游脑区分布。最后通过光遗传学和化学遗传学这两种神经元特异性的激活手段,对AgRP神经元在短时程和长时程两个范围内进行激活,我们发现了短时程激活不能抑制本能防御性行为而长时程的激活可以达到抑制的效果。综上,本课题研究发现了饥饿状态能够抑制视觉诱发的本能防御性行为;在神经机制上通过下丘脑弓状核的AgRP神经元长时程激活能够达到抑制的效果。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  •   1.1 研究背景
  •     1.1.1 饥饿-摄食行为的神经环路机制
  •     1.1.2 本能防御行为的神经环路机制
  •     1.1.3 本能行为之间层级关系
  •   1.2 研究方法
  •     1.2.1 行为学范式
  •     1.2.2 细胞特异性研究手段
  •   1.3 论文贡献和创新点
  •   1.4 论文组织框架
  • 第2章 饥饿状态对小鼠防御性行为的影响
  •   2.1 实验方法与步骤
  •     2.1.1 小鼠饥饿处理与量化
  •     2.1.2 饥饿处理后视觉诱发的本能防御性行为测试
  •     2.1.3 不同昼夜节律条件下饥饿处理后本能防御性行为测试
  •   2.2 实验结果
  •     2.2.1 食物剥夺饥饿处理后的量化评估
  •     2.2.2 饥饿抑制flight范式下的本能防御性行为
  •     2.2.3 饥饿程度不影响freeze范式下的本能防御性行为
  •     2.2.4 昼夜节律不影响本能防御行为
  •   2.3 本章小结
  • 第3章 饥饿调控恐惧的神经环路基础
  •   3.1 实验方法与步骤
  •     3.1.1 饥饿后相关脑区标记
  •     3.1.2 顺行示踪病毒注射
  •     3.1.3 灌注固定组织与脑片荧光成像
  •     3.1.4 c-FOS蛋白免疫组化染色
  •   3.2 实验结果
  •     3.2.1 饥饿状态激活的脑区
  •     3.2.2 ARC脑区AgRP神经元的投射
  •   3.3 本章小结
  • AgRP神经元'>第4章 光遗传学和化学遗传学激活ARCAgRP神经元
  •   4.1 实验方法与步骤
  •     4.1.1 病毒注射
  •     4.1.2 光纤埋植
  •     4.1.3 短时程光遗传学激活AgRP神经元
  •     4.1.4 长时程化学遗传学激活AgRP神经元
  •     4.1.5 病毒位置验证与c-fos蛋白免疫组化染色
  •   4.2 实验结果
  •     4.2.1 短时程光遗传学激活AgRP神经元对flight防御性行为没有影响
  •     4.2.2 长时程化学遗传学激活AgRP神经元抑制flight防御性行为
  •   4.3 本章小结
  • 第5章 结束语
  •   5.1 本文工作总结
  •   5.2 讨论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张林

    导师: 王立平,鲁艺

    关键词: 饥饿觅食行为,本能防御行为,神经元,光遗传学,化学遗传学

    来源: 中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

    分类号: Q436

    总页数: 53

    文件大小: 3444K

    下载量: 142

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