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5-羟色胺及其受体调控果蝇求偶与取食行为的功能研究(2)
2.3.2 实验方法 7
2.3.3 取食行为统计 7
2.4 免疫组化 7
2.4.1 材料和设备 7
2.4.2 实验方法 7
2.5 果蝇遗传操作方法 8
2.5.1 利用二元表达系统调控神经元活性 8
2.5.2 利用平衡子合成目标基因型果蝇 8
3 结果与分析 8
3.1 5-HT在调控果蝇求偶和取食行为中的作用 8
3.1.1 激活5-HT神经元抑制果蝇的求偶行为 9
3.1.2 激活5-HT神经元不影响取食行为 9
3.2 5-HT受体在调控果蝇求偶和取食行为中的作用 11
3.2.1 激活5-HT2A受体抑制果蝇的求偶行为 11
3.2.2 激活5-HT2A受体抑制果蝇的取食行为 11
3.2.3 激活突变后代5-HT2A受体抑制现象消失 11
3.3 5-HT2A受体的在果蝇CNS中的分布 12
4 总结 12
致谢 13
参考
文献
13
5-羟色胺及其受体调控果蝇求偶与取食行为的功能研究
引言 5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),又称血清素(serotonin),是一种单胺、生物胺,广泛分布在动物的中枢神经系统以及胃肠道(gastrointestinal tract)中。5-HT 因其对快乐、安定这类情绪的贡献为人们所知。常用的抗抑郁药物百忧解(Prozac)就是通过阻止脑细胞回收 5-HT 从而增加大脑中 5-HT 浓度来缓解病情的[1]。生理上,5-HT 可作为神经递质、神经调质和神经激素,通过结合特定的 5-HT 受体(5-HTRs),来参与调控多种行为和生理过程,包括运动、情绪、睡眠、学习和记忆等[2, 3]。
昆虫是世界上最大的生物类群(昆虫占了全部物种的75%),在
经济
和生态上有着极其重要的地位[4]。一方面,绝大多数的开花植物,包括农业作物,都依赖于昆虫来传播花粉;另一方面,一些昆虫的存在会对农业生产带来损失(如水稻害虫褐飞虱),或作为介体传播病原物(如蚊子可传播疟疾、黄热病、登革热等)。随着黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)、疟蚊(Anopheles gambiae)和家蚕(Bombyx mori)的基因组被测序,昆虫方面的研究领域逐渐发展到了新的高度。其中,果蝇因其独有的生物学特性,加上建立在这些特性上的遗传学研究“工具”,使得对果蝇神经系统精细的遗传学操控成为可能[5],并成为备受青睐的真核模式生物,这也是本课题利用果蝇进行5-HT及其受体功能研究的原因。
自1960年,Welsh和Moorhead对非脊椎动物中的5-HT进行了首次研究后,越来越多科学家投身到5-HT及5-HT受体功能的研究上[6]。最近的研究发现,激活果蝇的5-HT神经元能使其变得安静,并能抑制果蝇的求偶与取食行为;且特定的5-HT神经元参与调控特定的行为活动[7]。但激活部分的5-HT神经元不但不抑制取食行为,反而会引发饥饿感,从而促进果蝇的取食行为[8]。5-HT受体方面,有报道称脑中表达的5-HT7在调控果蝇交配和求偶行为中有着重要的作用(3);而经过药理学筛选后,有科研人员发现果蝇5-HT2A受体可以作为调控取食行为的分子靶标[9]。可见5-HT及5-HT受体所在的信号系统远比我们想象的要复杂。本课题拟运用果蝇遗传学与行为学研究手段,分别操控果蝇神经系统中的5种5-HTRs,以研究其对果蝇取食与求偶行为的影响,从而解答5-HT是通过何种5-HTRs来分别调控果蝇的取食与求偶行为的?并藉此希望为开发出针对5-HTRs的高选择性杀虫剂提供帮助。
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