高天明院士团队2021年度高水平论文汇编

高天明 中国工程院院士

教授，博士生导师

高天明教授，中国工程院院士，南粤百杰。兼任中国神经科学学会副理事长、Pharmacol Res 及Neurosci Bull 副主编、精神健康研究教育部重点实验室主任、粤港澳大湾区脑科学与类脑研究中心主任、广东省重大精神疾病研究重点实验室主任。长期从事神经保护及抗抑郁的研究。

先后主持了教育部创新团队项目及滚动项目、国家自然科学基金重点项目、973课题等基金课题，以第一完成人获国家自然科学奖二等奖2项，省部级科技一等奖3项。

代表性论文发表在Nat Med、Nat Neurosci、Neuron、JCI、NatCommun、Mol Psychiatry、Biol Psychiatry、PNAS 等国际著名学术刊物上，被引用4000余次，研究成果入编14部神经科学及精神病学国际权威专著。

研究方向：

1、脑卒中神经保护新药靶研究；

2、抑郁症发病新机理和干预新手段研究；

3、星形胶质细胞功能研究。

下面，跟brainnews编辑部来一起回顾高天明院士2021年发表的多篇高水平论文吧！

1

Nature Communications 刊登 高天明课题组最新研究成果

2021年5月31日，Nature Communications 杂志在线刊发了基础医学院高天明课团队题为“Impaired calcium signaling in astrocytes modulatesautism spectrum disorder-like behaviors in mice”的研究论文。

该研究发现了星形胶质细胞在自闭症发病中的作用并对其分子机制进行了深入研究。首次报道了星形胶质细胞参与自闭症的发生，其机制是星形胶质细胞释放的ATP减少通过P2X2受体使GABA能突触传递减弱，进而导致自闭症发生。抑郁症与自闭症是高度共患病，结合该团队之前的报道-星形胶质细胞来源的ATP介导抑郁症的发生（Cao et al.,Nat Med 2013），提示该病理机制可能为这两种疾病共享，并且，针对此靶点研发的药物有望达到治疗两种疾病的效果。

阅读连接：

http://portal.smu.edu.cn/jcyxy/info/1042/3189.htm

2

前额叶皮层不同的下行神经环路在调节焦虑和恐惧中发挥相反的作用

2021年7月15日，高天明团队在Journal of Clinical Investigation 上发表了题为“Distinct projections from the infralimbic cortex exert opposing effects in modulating anxiety and fear”的研究论文。

缘下皮层（IL）为mPFC脑区的重要亚区，是大脑内情绪情感调节环路中关键的上游脑区。使用顺行示踪病毒，发现IL投射到丘脑、中缝背核、基底外侧杏仁核、中央杏仁核（CeA）、终纹床核、外侧隔核（LS）。通过光（化学）遗传技术调控上述投射环路，发现IL-LS回路促进焦虑相关行为和恐惧相关僵直反应，IL-CeA回路则发挥抗焦虑作用和减轻恐惧作用。

进一步结合逆行示踪、膜片钳记录等方法证实，IL到LS或CeA的投射为单突触投射。值得注意的是，IL-CeA 投射还对应激引起的高焦虑发挥自上而下的控制, 激活IL-CeA环路后能够逆转应激引起的焦虑。这些研究结果表明，在mPFC中有两个自上而下的对抗的神经回路，用于高效和精确地调节焦虑状态。

该研究首次发现了前额叶皮层的两个下行神经回路，在调节焦虑行为和恐惧记忆中发挥截然相反的作用。揭示了认知调控情感的关键神经环路，为治疗焦虑障碍提供了理论基础。

阅读连接：

http://portal.smu.edu.cn/jcyxy/info/1042/3190.htm

3

星形胶质细胞和神经元在突触可塑性和记忆中的不同作用-基础医学院

2021年10月12日，南方医科大学高天明课题组在Molecular Psychiatry 上发表了题为“Distinct roles of astroglia and neurons in synaptic plasticity and memory”的研究论文，刘吉红、张猛和王倩为论文共同第一作者，高天明教授为通讯作者。

在此项研究中，作者发现，通过整合突触前传入，星形胶质细胞的钙信号对L-LTP至关重要，这一过程由星形胶质细胞释放的脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）介导。而神经元来源的BDNF对E-LTP和L-LTP都很重要。

进一步的机制研究表明，两类细胞释放BDNF的动力学差异可能是导致不同形式LTP的原因。并且，不同细胞来源的BDNF在记忆中也发挥着不同的作用。该文在细胞水平上丰富了我们对突触可塑性和记忆的认识，揭示了星形胶质细胞和神经元在整合突触信息中的不同作用。

阅读连接：

http://portal.smu.edu.cn/jcyxy/info/1042/3236.htm

4

焦虑和恐惧情绪新的神经环路和分子机制

2021年10月26日，高天明团队在Molecular Psychiatry 杂志上发表了题为“PV Network Plasticity Mediated by Neuregulin1-ErbB4 Signalling Controls Fear Extinction”的研究论文。

焦虑和恐惧行为对于动物的生存至关重要，阐明焦虑和恐惧行为的神经环路和分子机制是神经科学研究中的重大挑战之一。内侧前额叶皮层（mPFC）是威胁解析评估的一个重要信息处理核心，调节皮层下对威胁刺激的反应，因而在认知相关事件的加工和应激反应的调节过程中发挥重要作用。

抑制性GABA能中间神经元通过调控锥体神经元的发放模式、发放时间和同步化活动，参与信息的整合和处理。在条件性恐惧记忆动物模型中，mPFC抑制性突触可塑性变化参与调控恐惧记忆的长期存储。但是，目前对mPFC调控恐惧记忆消退的抑制性局部神经网络机制尚不清楚。

PV神经元网络长时程可塑性通过调控长投射神经环路影响恐惧记忆的消退

高天明团队的研究工作创新性地发现mPFC局部PV神经元网络具有长时程可塑性（持续 ＞ 48 h），打破了传统的认为PV神经元活动仅具有急性作用(持续 ＜ 数分钟)的旧观点，揭示了PV神经元的新功能。

他们的研究工作进一步明确了神经调节蛋白1- ErbB4信号传导是PV神经元网络可塑性改变的分子机制，解析了PV神经元网络的可塑性变化通过IL神经元长投射神经环路（IL-基底内侧杏仁核回路）调控恐惧记忆的消退。该项研究揭示了mPFC介导的“自上而下”调控恐惧记忆消退的局部分子环路机制。

阅读连接：

http://portal.smu.edu.cn/jcyxy/info/1042/3254.htm

文章来源：南方医科大学基础医学院官网

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