KC 上的多巴胺受體(dopamine receptors DopR1/DopR2)
本頁用語(每頁可單獨查閱,故重複列出):
- 蘑菇體(mushroom body):果蠅腦中把氣味和好壞經驗連起來的構造。代表氣味的 Kenyon 細胞(KC)把軸突成束排成幾條「葉」(α、α′、β、β′、γ),每條葉沿長度切成一格一格的「區室」(例如 γ1pedc、γ2、α1);細胞以所在區室命名。見 e-mushroom-body、c-mb-compartment。
- DAN、PAM、PPL1:多巴胺神經元(dopaminergic neuron)送出代表懲罰或獎賞的多巴胺;PAM 群多傳遞獎賞,PPL1 群(Handler 2019 寫作 PPL)多傳遞懲罰。
- MBON:蘑菇體輸出神經元,接收 KC 的訊號、推動果蠅靠近或走開;學習改變的是 KC→MBON 突觸的強弱。
- CS+/CS−、順向/逆向:訓練時配了糖、電擊或 DAN 活化的氣味(CS+),與沒配的對照氣味(CS−)。順向配對=氣味先、多巴胺後;逆向配對=多巴胺先、氣味後。
- PI(表現指數)、LI(學習指數):行為分數。一群果蠅在兩種氣味間選擇,換算成一個數;多數篇落在 −1 到 +1(Hige 2015 的刻度不同),0=沒有偏好,正負號的意思各篇不同(見 c-performance-index)。
- 消退、再鞏固:學會後再聞 CS+ 卻沒有糖或電擊,學到的反應減弱,叫消退(c-memory-extinction);記憶被叫出來後暫時變得不穩定、再重新存好,叫再鞏固(c-memory-consolidation)。
- 驅動品系:讓外加基因只在選定神經元表現的果蠅品系。GAL4 與 LexA 是兩套互不干擾的開關;split-GAL4 把 GAL4 拆成兩半(AD 與 DBD),兩半都在的細胞才有作用(e-split-gal4)。基因型寫「X/+」表示只帶一個品系的對照組。
- 活化與阻斷工具:CsChrimson 照紅光讓神經元放電(e-cschrimson);P2X2 遇到 ATP 讓神經元放電(e-p2x2);shibire^ts1(shi)升溫時暫時關掉神經元的輸出(e-shibire-ts),全程維持低溫的「允許溫度對照」用來排除品系本身的效果。
- 讀數與製備:ΔF/F0=螢光相對刺激前基線的變化比例(0.5=亮了 50%),以遇鈣變亮的 GCaMP 量神經元活動(e-gcamp);離體=把腦取出泡在養液裡做實驗(c-ex-vivo-explant),活體=活果蠅固定後打開頭殼看。
- 標記:※ 推論=本庫推得、原文沒明說;?待查=要靠其他資料確認;「從圖判讀」=從圖上估讀的值;「text.txt 第 N 行」=本庫保存的論文全文文字檔的行號;「該頁」指表格同一列的來源頁。
是什麼
多巴胺神經元(e-dopaminergic-neuron,DAN)放出的多巴胺,要被細胞表面的「受體」接住,才會在細胞裡引起變化。本庫談的是 e-kenyon-cell(KC,蘑菇體裡代表氣味的神經元)上的兩種受體:DopR1 與 DopR2。依 Handler 2019,DopR1 偏好接上刺激 cAMP 生成的路徑(Gαs),DopR2 偏好接上讓內質網(細胞內存鈣的小倉庫)放出鈣的路徑(Gαq);該篇引用的文獻與所用抗體把 DopR2 稱為 DAMB,DopR1 的基因名寫作 Dop1R。Ichinose 2015 稱 DopR1 為「D1 類」受體。研究者用兩種方法拿掉受體:突變(整隻果蠅的該基因失效,例如 DopR1−/−、dumb²)與 RNAi(只在選定的細胞裡降低該基因的表現,通常降不到零)。
版本與規模(本庫用到的操作)
| 來源 | 操作 | 範圍 |
|---|---|---|
| Cohn 2015 | DopR1、DopR2 突變;DopR1/DopR2 雙突變;另有多巴胺回收轉運子 DAT 突變;只在 γ KC 以 RNAi 降低 DopR2 | 突變為全身;RNAi 限 γ KC |
| Handler 2019 | DopR1−/−、DopR2−/−(基因型表寫 DopR1null、DopR2attP) | 全身 |
| Ichinose 2015 | 以 c739、MB008B 在 α/β KC,或以 MB310C、MB323B 在 MBON-α1 用 RNAi 降低 DopR1;在 dumb²(DopR1 失效的突變)背景下以 MB247 在 KC 補回 DopR1(救援) | RNAi 限選定細胞;降低程度未驗證 |
另:Aso 2016 討論中引 Crocker et al. 2016 說 KC 表現四種多巴胺受體,可能在各區室用法不同;本篇沒有操作受體,只是提到。
庫內誰用了它
| 來源 | 量什麼 | 得到什麼 |
|---|---|---|
| s-cohn-2015-coordinated-neuromodulation | γ KC 突觸前末梢的鈣沿 γ 葉的分布(見 c-presynaptic-calcium) | DopR2 突變讓「γ2/γ3 強、γ4/γ5 弱」的樣式倒過來;γ KC 的 DopR2 RNAi 讓它變平(正文寫「similarly altered」);DopR1 突變表型「較細微」、雙突變仍不對稱(補充圖,?待查) |
| s-handler-2019-dopamine-receptor-timing | 離體 γ4/γ5 的 KC 軸突 cAMP、內質網鈣;γ4 MBON 的突觸變化;行為 | DopR1−/− 的 cAMP 降到野生型約 27%;DopR1−/−(兩份 DopR1 基因都剔除)不再出現順向配對(KC 先、多巴胺後)的減弱,DopR2−/− 不再出現逆向配對(多巴胺先、KC 後)的增強;兩種突變的行為彈性都受損 |
| s-ichinose-2015-reward-recurrent-circuit | 24 小時糖獎賞記憶(LTM,見 c-memory-consolidation) | 在 α/β KC 降低 DopR1,LTM 約 0.13(c739)與約 0(MB008B),對照約 0.43–0.53;在 MBON-α1 降低則 n.s.;dumb² 救援組約 0.40、野生型約 0.57(圖判讀) |
數值見 numbers。
已知的問題
- 「救回」與「回到原水準」不同。 Ichinose 2015 的救援組與野生型「無顯著差異」,但柱高約為野生型七成,且 n=7、缺「同型合子只帶 MB247」的對照。
- 突變與 RNAi 結果不一定一致。 Cohn 2015 的 DopR2 突變是「倒轉」,RNAi 是「變平」;可能是減量不完全,也可能有 KC 以外的 DopR2 參與(該來源頁的推論,論文未討論)。突變為全身性,不能單獨定位到 KC。
- 量的東西不同,方向不能直接拼。 Cohn 量末梢鈣分布(不是突觸強弱,也不是配對後);Handler 量配對後的 KC→MBON 突觸;Ichinose 量行為。「DopR2 與變強有關」在 Cohn 是推論(見該來源頁第六節)。
- Handler 的 DopR1−/− 在順向配對後反成弱增強,它的模型解釋不了(見該來源頁 3.6)。
- RNAi 是持續性的,Ichinose 2015 無法區分 DopR1 在獲得、鞏固或提取哪一段被需要。
相關
- 細胞:e-kenyon-cell、e-dopaminergic-neuron
- 概念:c-camp-signaling、c-kc-mbon-plasticity、c-coincidence-detection、c-presynaptic-calcium、c-memory-consolidation
- 品系:e-c739-gal4
- 主題:t-dopamine-to-plasticity、t-timing-rules
- 來源:s-cohn-2015-coordinated-neuromodulation、s-handler-2019-dopamine-receptor-timing、s-ichinose-2015-reward-recurrent-circuit、s-aso-2016-dan-cell-type-rules
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cAMP 訊號(cAMP signaling) KC→MBON 突觸可塑性(KC-MBON synaptic plasticity) 記憶鞏固與再鞏固(memory consolidation and reconsolidation) 突觸前末梢的鈣(presynaptic calcium) c739-GAL4 驅動品系(c739-GAL4) Kenyon 細胞(Kenyon cell, KC) γ4 輸出神經元(γ4 MBON) 索引 Cohn 2015 · coordinated neuromodulation Handler 2019 · dopamine receptor timing Ichinose 2015 · reward recurrent circuit 矛盾、未解問題與本庫自身的不確定性 從多巴胺到突觸改變:KC 軸突怎麼讀出增強訊號 先後與間隔:氣味和多巴胺的時序如何決定學到什麼
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