参考文献： 16

致谢 17

1 引言

动物大脑是调控身体机能和对外界信息进行分析和数据处理的中央枢纽，大脑对信息的处理涉及的生物学进程非常复杂。近年来，以美国为首的“脑计划”正开展的如火如荼，总预算已高达数百亿美元。在脑科学研究计划之中，研究大脑如何对外界信息进行处理的作用机制非常重要。视觉是脊椎动物接收外界信息的主要方式，80%以上的外界环境信息通过大脑中的视觉中枢系统进行加工处理[1]。科研工作者使用电生理技术检测大脑，发现动物的视觉系统对外界环境视觉信息的图像处理非常高效和精密。视网膜每秒接受数以亿计的像素，经视网膜神经节细胞传输进入大脑视觉调控中枢。大脑视觉皮层系统处理这些信息后使动物本体发生迅速而精确的判断与行为，而任何计算机为人为的视觉处理方法都无法达到大脑处理的实时和高效率。因此,对动物视觉系统的研究已经成为了祌经科学、眼科学、心理学、生物科学等学科的热门主题之一。

表观遗传学是不涉及DNA序列改变的可遗传的基因表达变化研究[2]，其中，组蛋白的共价修饰与基因的表达调控关系密切，包括乙酰化、甲基化、磷酸化修饰等。组蛋白乙酰化及去乙酰化修饰是基因表达调控中最主要的方式之一。在正常生理条件下，HAT与HDACs在调控组蛋白乙酰化作用时处于动态平衡状态。而当细胞在发生转化时，HDACs的活性加强，使得一些分子在调控细胞增殖和细胞周期时失衡。目前HDACs已经成为表观遗传学中的研究热点，抗肿瘤药物的重要和潜在作用靶点。来自优Y尔L论W文Q网wWw.YouERw.com 加QQ7520~18766

在神经系统中有许多基因参与神经元的发育成熟与神经可塑性的调控，I类组蛋白去乙酰化酶也参与了这一过程，HDAC1和HDAC2在中枢神经系统神经元和胶质细胞的发育成熟中参与调控。另外也调控着外周神经系统施旺细胞的髓鞘相关基因的表达，双敲后会扰乱施旺细胞与轴突间的作用，导致雪旺细胞成熟障碍和死亡[3,4]。HDAC-3 在大脑海马体特异性的表达。一些神经疾病如阿尔茨海默病等的发生与 HDACs调节的蛋白质乙酰化水平失衡关系紧密[5-7]，急性损伤后神经系统的病理变化也有组蛋白乙酰化水平的改变[8]，在这些疾病的动物模型研究中，HDACs 抑制剂有显著的神经保护和营养作用，能够明显地改善认知能力及神经生物学行为[9]。并且还有报道称HDAC2与疾病和健康关系紧密，主要在神经元的突触传递中起作用，对记忆的形成和突触可塑性具有负性调节作用[10]。HDACs在个体发育中起着非常重要的作用。但是，I类HDAC在大脑神经环路视觉信息调控过程中是否参与作用，以及对视觉行为的影响，我们并不清楚。

1。1 研究目的与意义

为了探究大脑中视觉信息传递过程中，有哪些蛋白分子参与调控，哪些分子在调控视觉行为可塑性过程中起了关键作用，我们使用爪蟾（Xenopus Laevis）作为本项目的实验动物来研究视觉经验依赖的新蛋白表达。我们使用白化的爪蟾蝌蚪为实验对象，对其进行一段时间的视觉刺激（训练），检测逃避行为确定视觉行为可塑性是否是外界视觉信息调控的。分析结果来确定外界视觉信息在视觉脑区传递过程中起调控作用的蛋白，从而可以进一步探究这些蛋白对学习记忆的影响以及视觉行为可塑性的调控。论文网

2 实验内容与方法

2。1 实验内容

爪蟾作为脊椎模式动物，其优越性无可替代：爪蟾的生长周期短，比较容易进行视觉信息处理的在体（in vivo）研究和行为学的观察。眼睛接收外界视觉信息后，视网膜神经节细胞投射兴奋性输出到爪蟾的视觉信息处理中心-视顶盖。47期蝌蚪大脑内视觉神经环路发育成熟，视顶盖对来自视网膜神经节细胞的信息进行分析和处理。外界视觉信息的重复刺激，在蝌蚪视觉系统中形成视觉经验。利用爪蟾视觉逃避（Avoidance behavior）行为学，研究视顶盖神经环路可塑性的分子调控机制，阐明哪些信号分子通路参与视觉逃避指数的改变。将蝌蚪培养至47期，挑选30只蝌蚪放入视觉刺激系统中，对其进行1hz的绿光刺激（爪蟾对自然光中的绿光最为敏感），4小时后用实验室自行组装的爪蟾视觉逃避行为密闭装置检测蝌蚪的视觉逃避系数，研究视觉刺激对蝌蚪行为的影响。爪蟾行为可塑性的调控需要新生蛋白的快速合成，shen等联合运用点击化学和MudPIT 技术鉴定了视顶盖细胞中多种新生蛋白组分，如CaMKII、MEK1、CPEB 和GAD65 等[11] 。