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伊鳴,男,北京大學基礎醫學院教授。於北京大學醫學部臨床醫學專業獲醫學學士學位,英國倫敦大學學院(University College London, UCL)解剖與發育生物學系神經科學專業獲哲學博士學位(導師John O』Keefe教授,英國皇家科學院、皇家醫學院、美國科學院院士,2014年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者)。
研究方向
學習與記憶是重要的認知功能。而病理性記憶是慢性痛、創傷後應激綜合徵、物質成癮等多種神經系統疾病的共有特徵。記憶痕跡由廣泛分布在海馬、新皮層等腦區的印跡細胞群編碼並儲存。伊鳴實驗室聯合應用清醒動物在體電生理記錄、光/化學遺傳學、分子生物學、腦片膜片鉗、行為學等多項先進技術,關註記憶與病理性記憶的細胞基礎、記憶的精準操控與疾病狀態下的記憶功能重建。
(1)記憶的細胞基礎
海馬含有位置細胞和印跡細胞,在陳述性記憶的編碼中發揮重要作用。伊鳴博士的早期工作揭示了阿爾茨海默病小鼠模型中海馬神經網絡的電生理特徵( PNAS . 2008)。近年來,伊鳴實驗室致力於揭示慢性痛記憶的細胞基礎( J Neurosci . 2017; Pain . 2018; Cell Rep . 2019)。
(2)記憶的精準操控與功能重建
基於機制研究,伊鳴實驗室探索實現特定記憶的精準操控。最近,伊鳴實驗室將神經元標記技術與基於CRISPR-Cas9系統的基因編輯技術結合應用,實現了通路特異性與功能特異性神經元亞群的基因編輯,進而實現新皮層中特定記憶的精確刪除( Sci Adv . 2020)。
記憶障礙是阿爾茲海默病、慢性痛、抑鬱症等多種神經系統疾病中的常見表現。目前實驗室的工作集中於應用藥物學、神經調控與神經工程等技術,實現疾病狀態下的記憶功能重建,為多種以記憶障礙為特徵的疾病治療提供新思路。
核心技術
自由活動動物在體電生理記錄與神經計算
通過手術將微電極陣列埋置在動物特定腦區後,在動物清醒自由活動狀態下進行行為學實驗,同時記錄各腦區的神經元動作電位和神經元群局部場電位。進而通過數學方法分析記錄到的電信號頻率、幅度、相位等特徵,在神經網絡層面研究腦功能特徵。這項技術可以直接、長期、同步觀察清醒動物特定核團神經元活動與行為相關性。
光/化學遺傳學
光遺傳學與化學遺傳學技術是神經科學前沿技術,通過光脈衝或特定藥物精確調控特定腦區特定類型神經元活動模式,進而研究其對行為的影響。
光遺傳學技術首先通過轉基因技術或病毒轉染,使動物特定腦區特定類型神經元或神經迴路表達興奮性或抑制性光敏蛋白,進而通過光纖用激光或LED光脈衝人為地時空特異性控制光敏蛋白傳輸興奮性的陽離子流或者抑制性的陰離子流,進而精確控制細胞或神經迴路的活動狀態。
化學遺傳學技術通過轉基因技術或病毒轉染,使動物特定腦區特定類型神經元表達專門設計的興奮性或抑制性G蛋白偶聯受體,進而局部或系統注射專門設計的激活此受體的藥物控制相應細胞或神經迴路的活動狀態。其操作比光遺傳學更簡單,作用更持久。
此外,基因編輯、分子生物學、鈣成像、腦片膜片鉗、動物行為學、高密度腦電等其他先進技術均有應用。
學術成果
論文
¨ Sun H, Fu S, YinX, Sun X, Qi X, Cui K, Wang J, Ma L, Liu FY, Cui S, Liao FF, Wang XH, Yi M, Wan Y. Development of CRISPR-SaCas9 system for projection- and function-specific gene editing in the rat brain. Sci Adv . 2020; 6: eaay6687.
¨ Ma L, Yue L, Zhang Y, Wang Y, Han B, Cui S, Liu FY, Wan Y, Yi M. Spontaneous pain disrupts ventral hippocampal CA1-infralimbic cortex connectivity and modulates pain progression in rats with peripheral inflammation. Cell Rep . 2019;29:1579–1593.
¨ Ma L, Zhang Y, Yue L, Zhang X, Cui S, Liu F, Wan Y, Yi M. Anterior cingulate cortex modulates the affective-motivative dimension of hyperosmolality-induced thirst. J Physiol . 2019; 597(18):4851-4860.
¨ Jin X, Chen Q, Song Y, Zheng J, Xiao K, Shao S, Fu Z, Yi M, Yang Y, Huang Z. Dopamine D2 receptors regulate the action potential threshold by modulating T-type calcium channels in stellate cells of the medial entorhinal cortex. J Physiol . 2019;597(13):3363-3387.
¨ Jiang Y, Shao S, Zhang Y, Zheng J, Chen X, Cui S, Liu FY, Wan Y, Yi M. Neural pathways in medial septal cholinergic modulation of chronic pain: distinct contribution of anterior cingulate cortex and ventral hippocampus. Pain . 2018. 159(8):1550-1561.
¨ Peng WW, Xia XL, Yi M, Huang G, Zhang ZG, Iannetti GD, Hu L. Brain oscillations reflecting pain-related behavior in freely moving rats. Pain . 2018. 159(1):106–118.
¨ Fan XC, Fu S, Liu FY, Cui S, Yi M, Wan Y. Hypersensitivity of prelimbic cortex neurons contributes to aggravated nociceptive responses in rats with experience of chronic inflammatory pain. Front Mol Neurosci . 2018. 11:85.
¨ Zheng J, Jiang YY, Xu LC, Ma LY, Liu FY, Cui S, Cai J, Liao FF, Wan Y, Yi M. Adult hippocampal neurogenesis along the dorsoventral axis contributes differentially to environmental enrichment combined with voluntary exercise in alleviating chronic inflammatory pain in mice. J Neurosci . 2017; 37(15):4145-4157.
¨ Liu Y, Lai S, Ma W, Ke W, Zhang C, Liu S, Zhang Y, Pei F, Li S, Yi M, Shu Y, Shang Y, Liang J, Huang Z. CDYL suppresses epileptogenesis in mice through repression of axonal Nav1.6 sodium channel expression. Nat Commun . 2017;8(1):355.
¨ Xiao X, Zhao XT, Xu LC, Yue LP, Liu FY, Cai J, Liao FF, Kong JG, Xing GG, Yi M, Wan Y. Shp-1 dephosphorylates TRPV1 in dorsal root ganglion neurons and alleviates CFA-induced inflammatory pain in rats. Pain . 2015; 156(4): 597-608.
¨ Yi M, Zhang H. Nociceptive memory in the brain: cortical mechanisms of chronic pain. J Neurosci . 2011. 31:13343-13345.
¨ Cacucci F *, Yi M *, Wills TJ, Chapman P, O'Keefe J. Place cell firing correlates with memory deficits and amyloid plaque burden in Tg2576 Alzheimer mouse model. Proc Natl Acad Sci U S A . 2008; 105(22): 7863-8.
科研資助
¨ 2020年基礎加強計劃重點基礎研究項目
¨ 2019年國家自然科學基金(31872774)
¨ 2019年北京市青年人才托舉計劃
¨ 2018年北京自然科學基金(5182013)
¨ 2015年國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)(2015CB554503)
¨ 2014年973計劃青年科學家專題(2014CB548200)
¨ 2012年國家自然科學基金(31200835)
¨ 2015年國家科學技術進步獎二等獎(5/10)
教學
¨ 本科生課程《科研思維訓練》:神經生物學
¨ 研究生課程《高級神經生物學》:腦的高級認知功能
¨ 研究生課程《神經科學進展》:認知神經科學研究進展
¨ 研究生課程《神經生物學實驗》:清醒動物在體電生理與光遺傳學技術
¨ 北京大學醫學部教師教學發展中心培訓導師
¨ 2017年北京大學醫學部教學優秀獎
¨ 2014年中華醫學會醫學教育分會第四屆醫學(醫藥)院校青年教師教學基本功比賽特等獎,最受學生歡迎獎,最佳教案獎
¨ 2013年北京高校第八屆青年教師教學基本功比賽一等獎,最受學生歡迎獎,最佳演示獎
¨ 2013年北京大學醫學部教學優秀獎
¨ 2012年北京大學第十二屆青年教師教學演示競賽(醫科類)一等獎
¨ 2012年北京大學基礎醫學院第十二屆青年教師教學演示競賽一等獎[1]