TH-GAL4 與 TH+DDC 驅動(TH-GAL4 and TH/DDC drivers)
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
TH-GAL4 是一個「廣泛」的驅動品系(驅動品系的原理見 e-split-gal4):它借用 TH 基因的調控序列決定在哪些細胞表現。TH 指酪胺酸羥化酶,合成多巴胺所需的酵素,所以 TH-GAL4 大致標到會製造多巴胺的神經元(e-dopaminergic-neuron,DAN)。DDC(多巴脫羧酶)是合成多巴胺的另一個酵素,DDC 的調控序列與 TH 合用,可以補上 TH 漏掉的 DAN(Cohn 2015 用兩者讓 γ 葉每一格的 DAN 都帶上感測器)。它們的特點是範圍大、不專一:一次標到很多型 DAN,也標到蘑菇體以外的 DAN。本庫的 split-GAL4 品系也常把 TH 序列當作其中一半(例:MB320C、MB099C 的一半是 TH;MB504B 的 DBD 是 TH-Gal4.DBD),見 e-split-gal4。
版本與規模(各篇怎麼描述它標到誰)
| 來源 | 寫法 | 標到誰(依該篇) |
|---|---|---|
| Hige 2015 | TH-GAL4 | 多數 PPL1(含 PPL1-γ1pedc)、少數 PAM,以及蘑菇體以外的許多 DAN |
| Felsenberg 2017 | TH-GAL4 | 全腦大範圍的 DAN,含全部六型支配蘑菇體的 PPL1(γ1pedc、γ1、γ2α′1、α′2α2、α3、α′3;延伸圖 6b) |
| Handler 2019 | TH-Gal4(基因型表標「DAN subset」)+ DDC-Gal4 | 用來在 DAN 表現多巴胺釋放感測器 VMAT-pHluorin |
| Cohn 2015 | 「TH 與 DDC 啟動子」 | γ 葉各區室的 DAN;主文沒寫品系名(全文搜 Gal4 只找到 58E02-LexA),是不是 TH-GAL4 與 DDC-GAL4 兩個品系:?待查(補充資料未取得) |
庫內誰用了它
| 來源 | 讓 DAN 帶上什麼 | 用來做什麼 |
|---|---|---|
| s-hige-2015-heterosynaptic-plasticity | CsChrimson(e-cschrimson) | 正對照(已知應該有效、用來確認方法可行的組):氣味配光後 MBON-γ1pedc 對配對氣味的放電約 98 → 14(n=5,圖判讀) |
| s-felsenberg-2017-re-evaluation | shibirets1(e-shibire-ts) | 再聞 CS+ 時關掉 → 消退只部分發生(PI 0.17,與 MB504B 的 0.13 並列,以「沒有消退」的偏好為 100%,阻斷後約保住 45–57%,本庫以柱高推算);再聞 CS− 時關掉 → 記憶消失(見 c-memory-extinction) |
| s-handler-2019-dopamine-receptor-timing | VMAT-pHluorin(與 DDC-Gal4 合用) | 確認順向與逆向配對時 DAN 放出的多巴胺一樣多 |
| s-cohn-2015-coordinated-neuromodulation | sytGCaMP(只在突觸前末梢發光的鈣感測器)、PA-GFP | 看吃糖、電擊、掙扎時各格 DAN 的活動;看活化單一 MBON 時各格 DAN 怎麼變(見 t-mbon-dan-feedback) |
數值見 numbers。
已知的問題
- 一次動很多型。 「活化或阻斷 TH-GAL4 有效」只說明「這一大群裡有某些是必要或足夠的」,不能定位到哪一型。Felsenberg 2017 正是如此:TH-GAL4 與 MB504B 的阻斷有效,逐一阻斷單一型 PPL1 都無效。
- 含蘑菇體以外的 DAN。 行為或生理的效果可能來自蘑菇體以外(Hige 2015 的描述)。
- 同一品系、不同讀數,結論可以相反。 Hige 2015 討論指出:Boto et al. 2014 用同一個 TH-GAL4 活化 DAN,量的是 KC 軸突末梢的鈣,看不到變化;Hige 改量 MBON 收到的突觸電流,看到強烈減弱(見 e-kenyon-cell)。所以「用 TH-GAL4 沒看到效果」可能只是量錯了位置。
- 各篇描述的涵蓋範圍措辭不同(「多數 PPL1」vs「全部六型 PPL1」),可能只是詳略不同;兩者是否同一個 TH-GAL4 插入品系,本庫沒有比對:?待查。