博文
Journal Club－－ 拉网小调－5. 后记
2008-02-09 06:12 星期六 晴
5. 后记
故事说完了，回味一把，兼回答ongoing的问题“你上面说植入晶状体视力恢复正常，怎么RGC的轴突还是没走对？没走对怎么可以有视觉？”
这个问题提的很好，问到了本篇故事的核心，也是最有意思的地方。
当时cori bargmann问那个问题的时候，我就眼前一亮。当时看到的表形是突变鱼丧失了视觉，视网膜神经节细胞轴突错位，但被突变的分子并不在神经系统中，在视顶盖的表面，和眼睛的晶状体里。在这个时候，如何用最简单的实验来说明最重要的问题，问题是，为什么鱼看不见了，是不是仅仅因为丧失了晶状体的缘故？
如果不是，那说明视网膜神经节细胞的轴突错位还是对视觉有些贡献，如果是，就说明视网膜神经节细胞的轴突错位不影响鱼的视力，至少对于他们检测的任务来说。
（说到这，我特意去查了查作者2005年在Development上发表的文章，里面讲解了他们怎么设计这个遗传突变筛选的，里面用到的视觉功能指标果然是非常简单的能否区分亮暗。）
好了，所以将好的晶状体移植到突变鱼中，就能立马解决这个疑问。这不是多难的问题，谁都想的到，但
故事说完了，回味一把，兼回答ongoing的问题“你上面说植入晶状体视力恢复正常，怎么RGC的轴突还是没走对？没走对怎么可以有视觉？”
这个问题提的很好，问到了本篇故事的核心，也是最有意思的地方。
当时cori bargmann问那个问题的时候，我就眼前一亮。当时看到的表形是突变鱼丧失了视觉，视网膜神经节细胞轴突错位，但被突变的分子并不在神经系统中，在视顶盖的表面，和眼睛的晶状体里。在这个时候，如何用最简单的实验来说明最重要的问题，问题是，为什么鱼看不见了，是不是仅仅因为丧失了晶状体的缘故？
如果不是，那说明视网膜神经节细胞的轴突错位还是对视觉有些贡献，如果是，就说明视网膜神经节细胞的轴突错位不影响鱼的视力，至少对于他们检测的任务来说。
（说到这，我特意去查了查作者2005年在Development上发表的文章，里面讲解了他们怎么设计这个遗传突变筛选的，里面用到的视觉功能指标果然是非常简单的能否区分亮暗。）
好了，所以将好的晶状体移植到突变鱼中，就能立马解决这个疑问。这不是多难的问题，谁都想的到，但
Journal Club－－ 拉网小调－4. 收网
2008-02-08 06:33 星期五 晴
4. 收网
得，白高兴了半天，这拉网分子根本就不在神经系统中，那么这视网膜神经节细胞的轴突究竟是怎么错位的呢？
好不容易筛到的东东，也不能说扔就扔阿，做science最痛苦的就在这里，一个看上去非常简单的东西，其实机理可能非常复杂，本着面对困难绝不后退的硬骨头6连精神，也是为了为了把这个故事说圆，本篇文章作者又辛苦的做了一年。
作者在文章Figure.5中确认，神经细胞里把这个拉网分子突变，定位确实不受影响，这叫RGC non-autonomous。这个概念非常重要，因为当我们做某一个基因突变时，看到表形，要问的第一个问题就是，究竟是不是cell autonomous的。比如说，如果发现的是一个视网膜神经节细胞中的分子突变导致了定位失败，那么就是cell autonomous的，怎么确证呢？你仅仅讲视网膜神经节细胞中的分子突变，而不动其他组织细胞中的基因，看到了表形，就是视网膜神经节细胞的异常引起的。因为在基因突变鱼中，这个基因整个就被破坏了，所以什么组织里都没有这个基因，你无法知道，是因为神经系统里面缺失了这个基因
4. 收网
得，白高兴了半天，这拉网分子根本就不在神经系统中，那么这视网膜神经节细胞的轴突究竟是怎么错位的呢？
好不容易筛到的东东，也不能说扔就扔阿，做science最痛苦的就在这里，一个看上去非常简单的东西，其实机理可能非常复杂，本着面对困难绝不后退的硬骨头6连精神，也是为了为了把这个故事说圆，本篇文章作者又辛苦的做了一年。
作者在文章Figure.5中确认，神经细胞里把这个拉网分子突变，定位确实不受影响，这叫RGC non-autonomous。这个概念非常重要，因为当我们做某一个基因突变时，看到表形，要问的第一个问题就是，究竟是不是cell autonomous的。比如说，如果发现的是一个视网膜神经节细胞中的分子突变导致了定位失败，那么就是cell autonomous的，怎么确证呢？你仅仅讲视网膜神经节细胞中的分子突变，而不动其他组织细胞中的基因，看到了表形，就是视网膜神经节细胞的异常引起的。因为在基因突变鱼中，这个基因整个就被破坏了，所以什么组织里都没有这个基因，你无法知道，是因为神经系统里面缺失了这个基因
Journal Club－－ 拉网小调－3. 撒网
2008-02-07 02:52 星期四 晴
3. 撒网
筛选开始了，一个看不见东西的鱼引起了他们的注意。拿出来一看，嘿，这神经元送到顶盖的轴突还真受影响了！见原文章 Figure.1，2，3。而且还是特别有意思的影响，表现位轴突迷路了，本来该老老实实进指定层的轴突胡乱就位。perfect phenotype!
接下来他们就找究竟是什么基因被破坏了，基因找到，命名为 dragnet，拉网，很形象阿，神经元伸出的轴突就像渔网一样的，这个基因看来是管撒网拉网的。但是这个基因被找到后，居然是一个胶原蛋白？！
Baier在2006 GRC给talk的时候说，如果是IgG superfamily, great, 其他的细胞粘连分子，good, but 胶原蛋白？@#@#$#$%^$%^%^&%^&！
因为什么呢？现在被发现的一些具备导向功能的分子大多有一些特征，比如说IgG domain阿什么的，这胶原蛋白，从来没听说有这种导向功能。先不管，如果真可以干这个，不也是一个大突破嘛？
接下来他们看看这个基因究竟在那里表达吧，怪事出现了，这个拉网分子居然不在神经系统里面表达，而是在
筛选开始了，一个看不见东西的鱼引起了他们的注意。拿出来一看，嘿，这神经元送到顶盖的轴突还真受影响了！见原文章 Figure.1，2，3。而且还是特别有意思的影响，表现位轴突迷路了，本来该老老实实进指定层的轴突胡乱就位。perfect phenotype!
接下来他们就找究竟是什么基因被破坏了，基因找到，命名为 dragnet，拉网，很形象阿，神经元伸出的轴突就像渔网一样的，这个基因看来是管撒网拉网的。但是这个基因被找到后，居然是一个胶原蛋白？！
Baier在2006 GRC给talk的时候说，如果是IgG superfamily, great, 其他的细胞粘连分子，good, but 胶原蛋白？@#@#$#$%^$%^%^&%^&！
因为什么呢？现在被发现的一些具备导向功能的分子大多有一些特征，比如说IgG domain阿什么的，这胶原蛋白，从来没听说有这种导向功能。先不管，如果真可以干这个，不也是一个大突破嘛？
接下来他们看看这个基因究竟在那里表达吧，怪事出现了，这个拉网分子居然不在神经系统里面表达，而是在
Journal Club－－ 拉网小调－2. 传说
2008-02-06 03:11 星期三 晴
2. 传说
话说这篇文章的起源是企图研究这个问题，神经细胞轴突的分层分布究竟是如何形成的。
这个问题现在比较热。首先，我们知道神经系统许多部分都是分层分布的，比如大脑皮层，分5-6层，每层的细胞分布都有不同，功能也不同，大脑皮层的大门是第4层。那么比如说大脑皮层的神经细胞输入，大多是丘脑传过来的，丘脑的神经元轴突，究竟是怎么知道把轴突送到大脑皮层第4层去呢？万一送错了不就麻烦了嘛？
这个问题现在为什么热呢？说到底这是一个神经细胞轴突导向在体内是如何调控的问题。神经细胞轴突导向已经热了有些年，marc tessier-levigne and et al.把神经细胞在脊髓发育中的过程研究的非常透彻，克隆了一系列终于的分子，比如说netrin, 已经goodman克隆的 semaphorin.这些分子都被证明对神经细胞轴突导向的过程中非常重要。
但是以前所有的实验要么是果蝇，要么是脊髓系统，还没有人能非常清楚的研究，在最重要的体内系统－－大脑中，神经元的轴突导向是如何调控的。比如我说的这个大脑皮层的输入究竟是如何维持如此专一的特异性的。
话说这篇文章的起源是企图研究这个问题，神经细胞轴突的分层分布究竟是如何形成的。
这个问题现在比较热。首先，我们知道神经系统许多部分都是分层分布的，比如大脑皮层，分5-6层，每层的细胞分布都有不同，功能也不同，大脑皮层的大门是第4层。那么比如说大脑皮层的神经细胞输入，大多是丘脑传过来的，丘脑的神经元轴突，究竟是怎么知道把轴突送到大脑皮层第4层去呢？万一送错了不就麻烦了嘛？
这个问题现在为什么热呢？说到底这是一个神经细胞轴突导向在体内是如何调控的问题。神经细胞轴突导向已经热了有些年，marc tessier-levigne and et al.把神经细胞在脊髓发育中的过程研究的非常透彻，克隆了一系列终于的分子，比如说netrin, 已经goodman克隆的 semaphorin.这些分子都被证明对神经细胞轴突导向的过程中非常重要。
但是以前所有的实验要么是果蝇，要么是脊髓系统，还没有人能非常清楚的研究，在最重要的体内系统－－大脑中，神经元的轴突导向是如何调控的。比如我说的这个大脑皮层的输入究竟是如何维持如此专一的特异性的。
Journal Club－－ 拉网小调－1. 背景阅读
2008-02-06 03:10 星期三 晴
1. 背景阅读
Nature Neuroscience 10, 1529 - 1537 (2007)
Published online: 4 November 2007 | doi:10.1038/nn2002
Lamina-specific axonal projections in the zebrafish tectum require the type
IV collagen Dragnet
Tong Xiao & Herwig Baier
这篇要写的是主要是这篇文章，寻找分层导向分子的故事。
这篇文章的主角叫 dragnet, 拉网，于是称为拉网小调。
第一次听到这个故事是2006年8月份的GRC，Baier第一次讲这个研究，当时听的非常有意思，但是文章还没发表出来，所以不好
多说。现在文章终于出来了。于是可以讲一讲我所知的文章背后的故事。
Nature Neuroscience 10, 1529 - 1537 (2007)
Published online: 4 November 2007 | doi:10.1038/nn2002
Lamina-specific axonal projections in the zebrafish tectum require the type
IV collagen Dragnet
Tong Xiao & Herwig Baier
这篇要写的是主要是这篇文章，寻找分层导向分子的故事。
这篇文章的主角叫 dragnet, 拉网，于是称为拉网小调。
第一次听到这个故事是2006年8月份的GRC，Baier第一次讲这个研究，当时听的非常有意思，但是文章还没发表出来，所以不好
多说。现在文章终于出来了。于是可以讲一讲我所知的文章背后的故事。
Journal Club-挽救老年痴呆症的希望 Figure 4 尾声
2007-05-27 06:06 星期日 晴
Figure 4. 尾声。
接下来，我不说大家也应该知道他们做了什么了。
他们对p25过表达AD模型老鼠的大脑中注射HDAC抑制剂，获得了和丰富环境非常类似的疗效。条件反射学习增强，空间学习增强。而且对已经学习而获得的记忆回忆能力也增强。
数据基本就是把figure1,2再重复了一遍。
还有点值得讨论的是，HDAC抑制剂对回忆机制的影响。
Tonegawa2002年一篇science article在海马CA3中敲除NMDA受体，结果发现小鼠的回忆受影响了，那个结果很make sense，因为海马中的神经网络对于对以往记忆的抽取应该是有贡献的。
那么HDAC抑制剂的结果说明了什么？很有意思，说明了对以往记忆的抽取可能也是依赖于转录的，至少增强转录也能促进回忆。这个东西以前别人没有那么详细做过。
因为大家都觉得，新学习的时候，看阿，学阿，神经活性诱导基因表达，然后我们就学会了。
而回忆是否与转录机制有关非常不清楚，也不是很make sense，因为回忆无非是把一些储存在
接下来，我不说大家也应该知道他们做了什么了。
他们对p25过表达AD模型老鼠的大脑中注射HDAC抑制剂，获得了和丰富环境非常类似的疗效。条件反射学习增强，空间学习增强。而且对已经学习而获得的记忆回忆能力也增强。
数据基本就是把figure1,2再重复了一遍。
还有点值得讨论的是，HDAC抑制剂对回忆机制的影响。
Tonegawa2002年一篇science article在海马CA3中敲除NMDA受体，结果发现小鼠的回忆受影响了，那个结果很make sense，因为海马中的神经网络对于对以往记忆的抽取应该是有贡献的。
那么HDAC抑制剂的结果说明了什么？很有意思，说明了对以往记忆的抽取可能也是依赖于转录的，至少增强转录也能促进回忆。这个东西以前别人没有那么详细做过。
因为大家都觉得，新学习的时候，看阿，学阿，神经活性诱导基因表达，然后我们就学会了。
而回忆是否与转录机制有关非常不清楚，也不是很make sense，因为回忆无非是把一些储存在
Journal Club-挽救老年痴呆症的希望 Figure 3
2007-05-27 06:05 星期日 晴
Figure3, 正题。
从Figure 2，我们知道，作者给予p25过表达模型丰富环境的刺激，成功的提高了AD模型模型小鼠的高级认知能力。不仅仅表现为增强学习能力，还表现为对已经形成的记忆大大增强了回忆的能力。实在很有意思。那么分子机制究竟如何呢？
我们可以想象，在老鼠在游乐场happy的时候，大脑中必定经过的非常复杂的变化，很多基因被打开或关上，而对已经被损伤的神经网络产生了修复的作用。这篇文章的作者选择了一个方向继续讨论，就是我前面背景说的epigenetics调控方面。
她们发现在野生型老鼠在游乐场玩乐的时候，海马区和大脑皮层中的组蛋白乙酰化水平有部分上调。
这个结果前面有人argue，并不具备说服力，说的非常对。
第一，needlescrub指出，她们并不能说明甚至是神经元中发生的变化，exactly!那么怎样说明确实是神经元中发生的变化呢？可以用她们做突触蛋白IHC的方法，直接看神经元中的免疫组化鉴定出的信号强度。问题是，可惜，我从来不相信IHC给出的蛋白水平上调或下调有说服力，因为很简单，做免疫
从Figure 2，我们知道，作者给予p25过表达模型丰富环境的刺激，成功的提高了AD模型模型小鼠的高级认知能力。不仅仅表现为增强学习能力，还表现为对已经形成的记忆大大增强了回忆的能力。实在很有意思。那么分子机制究竟如何呢？
我们可以想象，在老鼠在游乐场happy的时候，大脑中必定经过的非常复杂的变化，很多基因被打开或关上，而对已经被损伤的神经网络产生了修复的作用。这篇文章的作者选择了一个方向继续讨论，就是我前面背景说的epigenetics调控方面。
她们发现在野生型老鼠在游乐场玩乐的时候，海马区和大脑皮层中的组蛋白乙酰化水平有部分上调。
这个结果前面有人argue，并不具备说服力，说的非常对。
第一，needlescrub指出，她们并不能说明甚至是神经元中发生的变化，exactly!那么怎样说明确实是神经元中发生的变化呢？可以用她们做突触蛋白IHC的方法，直接看神经元中的免疫组化鉴定出的信号强度。问题是，可惜，我从来不相信IHC给出的蛋白水平上调或下调有说服力，因为很简单，做免疫
Journal Club-挽救老年痴呆症的希望 Figure 3 背景
2007-05-27 06:04 星期日 晴
Figure 3.
part 1, 背景上
有了有趣的现象，我们需要知道分子机理，现在是分子生物学的时代。
在这个figure里，她们讨论的一个有趣概念，epigenetically modification，简单的说，以前我们认为基因决定一切，生物体的所有信息都是基因组决定的，后来呢，一些有趣的现象被发现，比如，基因组序列完全一样的生物体，表现出了完全不同的表形。那么就是说基因组的序列不完全决定生物体的一切。后来发现DNA序列一样，但是表形不一样，常常是因为DNA，和包裹DNA的组蛋白被修饰了，比如甲基化，乙酰化等等。现在这些修饰已经开始被认识，这个领域开始发热，刚刚的Cell上4个组报道同一个东西，某某是组蛋白修饰的酶。这个现象表现出了所有火暴领域的共性，你追我赶，看谁更快。
回到这篇文章上来，这些与DNA序列无关的修饰，甲基化，乙酰化和学习记忆有什么关系呢？
我的“从mRNA说起”中谈到了，N十年前，L Squire证明，新基因的表达是学习和记忆必须的。这些epigenetically修饰是与基因开关紧密相连的。
part 1, 背景上
有了有趣的现象，我们需要知道分子机理，现在是分子生物学的时代。
在这个figure里，她们讨论的一个有趣概念，epigenetically modification，简单的说，以前我们认为基因决定一切，生物体的所有信息都是基因组决定的，后来呢，一些有趣的现象被发现，比如，基因组序列完全一样的生物体，表现出了完全不同的表形。那么就是说基因组的序列不完全决定生物体的一切。后来发现DNA序列一样，但是表形不一样，常常是因为DNA，和包裹DNA的组蛋白被修饰了，比如甲基化，乙酰化等等。现在这些修饰已经开始被认识，这个领域开始发热，刚刚的Cell上4个组报道同一个东西，某某是组蛋白修饰的酶。这个现象表现出了所有火暴领域的共性，你追我赶，看谁更快。
回到这篇文章上来，这些与DNA序列无关的修饰，甲基化，乙酰化和学习记忆有什么关系呢？
我的“从mRNA说起”中谈到了，N十年前，L Squire证明，新基因的表达是学习和记忆必须的。这些epigenetically修饰是与基因开关紧密相连的。
Journal Club-挽救老年痴呆症的希望 Figure 1,2
2007-05-27 06:03 星期日 晴
Figure 1.
言归正传，这篇文章的第一个figure, a, 先增强p25表达6个星期，老鼠痴呆了，然后给于增强或不增强环境的刺激，b, 增强环境刺激并不能使大脑的整体重量发生变化，因为，这时的老鼠已经完全成年，就算有干细胞生成，整体的结构发生变化的可能性并不大，神经元都使不会再分裂的了。哦，说到这，你说她们如果看看这个时候海马的neurogenesis是否有变化是不是会非常有意思呢?她们没有看，或看了，没提，因为跟本文的主题无关。
c,d, 哇，好玩了，已经痴呆的老鼠经过环境刺激，到游乐场happy了一圈，明显变聪明了，水迷宫测试增强反应，对恐惧的条件反射也明显增强。e，这时海马中的突触相关蛋白也表达上升，suggest突触的功能上升，加上f， 她们看了PSD95, GAP43,synaptophysin， 都显著上升。
注意，问题出来了，突触功能真的增强了嘛？？？最有说服力的证据无疑是电生理证据，而不仅仅是生化的证据。她们在2005的文章里有非常漂亮的电生理，但是在这篇文章里，却没有这个最最最重要的数据。
Figure 2.
言归正传，这篇文章的第一个figure, a, 先增强p25表达6个星期，老鼠痴呆了，然后给于增强或不增强环境的刺激，b, 增强环境刺激并不能使大脑的整体重量发生变化，因为，这时的老鼠已经完全成年，就算有干细胞生成，整体的结构发生变化的可能性并不大，神经元都使不会再分裂的了。哦，说到这，你说她们如果看看这个时候海马的neurogenesis是否有变化是不是会非常有意思呢?她们没有看，或看了，没提，因为跟本文的主题无关。
c,d, 哇，好玩了，已经痴呆的老鼠经过环境刺激，到游乐场happy了一圈，明显变聪明了，水迷宫测试增强反应，对恐惧的条件反射也明显增强。e，这时海马中的突触相关蛋白也表达上升，suggest突触的功能上升，加上f， 她们看了PSD95, GAP43,synaptophysin， 都显著上升。
注意，问题出来了，突触功能真的增强了嘛？？？最有说服力的证据无疑是电生理证据，而不仅仅是生化的证据。她们在2005的文章里有非常漂亮的电生理，但是在这篇文章里，却没有这个最最最重要的数据。
Figure 2.
Journal Club-挽救老年痴呆症的希望
2007-05-27 06:03 星期日 晴
Journal Club
Recovery of learning and memory is associated with chromatin remodelling.
Nature. 2007 May 10;447(7141):178-82.
前期工作： Opposing roles of transient and prolonged expression of p25 in synaptic plasticity and hippocampus-dependent memory.
Neuron. 2005 Dec 8;48(5):825-38.
Aberrant Cdk5 activation by p25 triggers pathological events leading to neurodegeneration and neurofibrillary tangles.
Neuron. 2003 Oct 30;40(3):471-83.
前言
这
Recovery of learning and memory is associated with chromatin remodelling.
Nature. 2007 May 10;447(7141):178-82.
前期工作： Opposing roles of transient and prolonged expression of p25 in synaptic plasticity and hippocampus-dependent memory.
Neuron. 2005 Dec 8;48(5):825-38.
Aberrant Cdk5 activation by p25 triggers pathological events leading to neurodegeneration and neurofibrillary tangles.
Neuron. 2003 Oct 30;40(3):471-83.
前言
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