光遗传学技术知识（三）

表3.ViGene提供的光敏通道蛋白类型

激活型光敏通道蛋白的应用2015年，Dheeraj Pelluru等发表在European Journal of Neuroscience上题为Optogenetic stimulation of astrocytes in the posterior hypothalamus increases sleep at night in C57BL/6J mice的文章中发现，在睡眠-觉醒周期的活动期刺激下丘脑后的星形胶质细胞会引起睡眠，从而揭示了星形胶质细胞在睡眠-觉醒调控中的重要作用。

附图1. 通过AAV5将ChR2-EYFP特异表达在星形胶质细胞中。（Dheeraj Pelluru，2015）

附图2.向星形胶质细胞使用不同的光刺激频率对睡眠的影响。在关灯后的前6个小时，利用光遗传学技术使用不同频率的蓝色光（473nm，10ms）激活星形胶质细胞，分别记录觉醒、非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的时间。发现使用10Hz刺激表达ChR2的星形胶质细胞时，能够显著提高非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的时间，并相应减少觉醒时间。（Dheeraj Pelluru，2015）

附图3.向星形胶质细胞使用不同的光刺激时间对睡眠的影响。在关灯后的第12个小时开始，利用光遗传学技术使用不同频率的蓝色光（473nm，10ms）激活星形胶质细胞，激活1min，暂停4min，持续6小时，分别记录觉醒、非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的时间。发现不同时间的刺激对觉醒时间和非快速眼动睡眠时间产生显著影响，并在关灯后第15个小时达到顶峰。

（Dheeraj Pelluru，2015）

2. 抑制型光敏通道蛋白的应用

2013年，Michael T. Stefanik等发表在Front Behav Neurosci上题为Optogenetic dissection of basolateral amygdala projections during cue-induced reinstatement of cocaine seeking的文章中发现，通过抑制杏仁核神经元从而投射到伏隔核中央核和前额叶，能够降低大鼠恢复可卡因寻求的可能。

附图4. 通过AAV2将ArchT特异表达于杏仁核基地外侧核中，发现通过光照抑制神经元活动，可降低寻求可卡因行为恢复的可能。（A）通过561nm光照抑制杏仁核神经元，能显著降低大鼠主动压杆次数；（B）DAB染色显示在杏仁核神经元中过表达的ArchT-GFP；（C）通过光照抑制杏仁核神经元获得的降低寻求可卡因的效果，明显优于没有接受光照的效果，且接近消减给药获得的效果；（D）光照只带有GFP的AAV2感染的杏仁核神经元对实验无影响。（Michael T. Stefanik，2013）

附图5. 通过抑制杏仁核神经元对伏隔核中央核的神经元的投射，可降低寻求可卡因行为恢复的可能。（A）通过561nm光照抑制伏隔核中央核神经元，能显著降低大鼠主动压杆次数；（B）DAB染色显示在伏隔核中央核区域中ArchT-GFP呈现高表达；（C）通过光照抑制伏隔核中央核获得的降低寻求可卡因的效果，明显优于没有接受光照的效果，且接近消减给药获得的效果。（Michael T. Stefanik，2013）

附图6. 通过抑制杏仁核神经元对前额叶神经元的投射，可降低寻求可卡因行为恢复的可能。（A）通过561nm光照抑制前额叶神经元，能显著降低大鼠主动压杆次数；（B）DAB染色显示在前额叶区域中ArchT-GFP呈现高表达；（C）通过光照抑制前额叶区域获得的降低寻求可卡因的效果，明显优于没有接受光照的效果，且接近消减给药获得的效果。

（Michael T. Stefanik，2013）

附图7. 实验中光纤终端的位置示意图。数字指示距离前囱点冠状断面处的毫米数（mm）。（A）AAV注射杏仁核后，位于杏仁核的光纤终端位置；（B）AAV注射杏仁核后，位于伏隔核中央核的光纤终端位置；（C）AAV注射杏仁核后，位于前额叶的光纤终端位置。

（Michael T. Stefanik，2013）