当前神经生物学研究的核心问题是感觉信息是如何在脑高级中枢呈现的,以及联合型记忆是如何建立的。理解这两问题的关键是要理解神经回路的组织和结构。果蝇嗅觉信息处理的神经回路已经得到广泛而深入的研究。果蝇触角上约有1200嗅觉受体,下颚须上约有120个受体。这些受体神经元的轴突投射到触角叶内的约43个嗅纤维球上,在嗅纤维球内约有150-200个投射神经元,其将信息传递到嗅觉的高级中枢:蕈体冠和侧角。蕈状体内约有2000个Kenyon 细胞,形成蕈体冠和 / , / , 及叶。我们使用高分辨的共聚焦显微镜和电子显微镜以及遗传标记对果蝇蕈体冠的突触结构进行了研究。研究发现蕈体冠上布满了微纤维球结构microglomerulus,该结构是Kenyon细胞和投射神经元形成突触联系的地方。Kenyon树突末梢呈爪状,富含F-actin。几个Kenyon神经元的树突末梢形成环状结构,故1个Kenyon神经元参与形成多个微纤维球结构。这环状结构即微纤维球主要结构,中空,大小为1.75μm±0.30 μm。环状结构的中心为投射神经元的突触终扣。1个环状结构结合1个终扣。即1个投射神经元与多个Kenyon细胞形成突触联系。微纤维球结构随机分布于整个蕈体冠上,可能不同的投射神经元投射到不同的区域。γ叶神经元形成的微纤维球在蕈体冠的中心,而α、β叶神经元的在蕈体冠的周围。
蕈体冠上大约有1000个微纤维球,约有1115个突触终扣,这两者基本一致。蕈体冠约55750个突触,每个Kenyon细胞约28个突触。每个投射神经元约5个突触终扣。1个Kenyon细胞大约有5-7个爪状树突末梢,每个Kenyon细胞同5-7个投射神经元联系,这同Kenyon神经元与投射神经元的比例相当。投射神经元的突触终扣约有20个活动区,每个爪状末梢可有3-4个活动区。
Kenyon树突末梢呈爪状,富含F-actin,这可能与突触的可塑性有关。
该研究所用到的果蝇品系(看的我眼花缭乱,到现在也没有搞明白)
17D-GAL4 ; c305a-GAL4 lines ; UAS-actin-GFP ; GH146-GAL4; NP3529-GAL4; Mz19-GAL4 ; GAD1-GAL4; UAS-LimK-GFP; 1471-GAL4;epo-GAL4;UAS-mCD8-GFP;OK107-GAL4; c739-GAL4;201Y-GAL4;UAS-myr-mRFP;UAS-shi; UAS-dORK ; UAS-mRFP ;hsFLP; elav-GAL4;UAS-mCD8-GFP/+; FRT42D;tubGAL80/FRT42D ;Oregon R
以上摘译自J. Comp. Neurol. 2009 517:808-824, Synaptic organization in the adult Drosophila mushroom body calyx
名词解释
Active zone 活动区,突触前活动区
Antennal lobe glomeruli 触角叶纤维球
Associative learning 联合型学习
Associative olfactory memories
Bouton 小结
Claw-like endings 爪状末梢
Extrinsic neuron 外源神经元
F-actin 肌纤蛋白
Kenyon cell dendritic prolongations
Microglomeruli 微纤维球
Microglomerular ring微纤维球环
Phalloidin
Synaptic bouton 突触结,突触终扣
https://blog.sciencenet.cn/blog-278346-270396.html
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Insect Frontiers, November 2009 Volume 1 Number 1