2009CB941300-抑郁症和阿尔茨海默病的神经发育基础研究 (2).doc

项目名称： 抑郁症和阿尔茨海默病的神经发育基础研究 首席科学家： 毕国强 中国科学技术大学 起止年限： 2009.1至2013.8 依托部门： 中国科学院 一、研究内容 拟解决的关键科学问题： 基因组蓝图和外界环境因素共同决定着神经网络的结构和功能及其可塑性修饰，最终通过神经网络中高度协调的神经活动实现脑高级功能，如记忆、情绪等。这一复杂而精细的过程，经过突触联结的形成、可塑性修饰、衰老等环节，在一生中持续发育演化。早期发育的异常可能与抑郁症的发生有关，而晚期持续发育的异常则可能导致AD。神经发育的这些环节的关键分子细胞机理及其在神经网络和整体行为层次的表现，是本项目要研究的关键科学问题。在此基础上，我们将探索记忆、情绪等脑高级功能的神经发育机制以及抑郁症和AD的神经发育基础和可能的小分子调控途径。 主要研究内容： (1) 利用几千种果蝇突变体，筛选与神经发育和衰老密切相关的基因和验证学习记忆的损伤模型。 (2) 结合遗传学、电生理、行为学等方法研究神经发育和衰老的细胞分子机制，重点研究胰岛素信号通路在Aβ诱导的AD病理进程中的细胞分子和行为药理规律。 (3) 建立多种果蝇模型，进行小分子化合物作用靶点的分析。并进一步研究相关基因在哺乳动物模型中的作用和小分子化合物调控途径。 （4）利用人类原代培养神经元为实验模型，研究雌激素和雄激素对Hsp70的调节方式，并进一步探讨Hsp70对胞内Aβ毒性抑制作用的分子机制及通路。此研究的结果有利于对Hsp70细胞保护机制的探索，并为寻找早期AD的发病机制及可能的预防措施提供新的依据。 (5) 建立神经网络的结构和功能动态发育的离体实验系统，利用分子生物学、电生理、光学影像等方法，研究神经网络回响活动的动态性质，并分析其形成与演化中可塑性修饰及其稳态调控的细胞分子机制。 (6) 利用电生理、药理学、行为学方法，研究CXZ-123、镁离子等小分子化合物对突触传导、可塑性修饰以及网络功能的影响。 (7) 建立神经网络和行为学模型，检测若干小分子化合物对突触联结形成、神经网络动态演化的影响，从而分析其对抗抑郁症或AD的作用机理。 (8) 利用分子生物学、电生理、光学影像等方法，研究神经发育可塑性关键期，阐明其细胞分子机制，并研究“再年轻化”干预对神经发育关键期的影响及相关调控途径。 (9) 利用电生理、光学影像、理论分析等方法，研究镁离子等“再年轻化”因子对突触密度和可塑性的调节机制，并探索突触密度调节的对神经网络功能和计算特性的影响，为神经网络的再年轻化调节提供理论基础。 二、预期目标 项目总体目标： 本项目旨在细胞、网络、整体三个层次对神经发育与可塑性的机制以及抑郁症与AD的发生机制和小分子干预途径进行深入的探讨。长远目标是在神经发育与可塑性以及抑郁症、AD等重大疾病的生物学机理研究中取得突破性进展，并为将来发现具有自主知识产权的新药提供科学基础。 通过本项目的实施，也将在我国形成一支高度互补、密切合作的高水平创新学术团队，并通过合作研究强化自己的优势与特色，在神经发育领域占据国际领先地位，同时在研究中培养具有相当国际竞争力的多学科青年研究人才。 项目五年预期目标： 1、在分子细胞层次，确定PKA、磷酸酶、Nogo等信号通路在发育可塑性及其关键期中的作用与信号转导机理；进一步揭示神经活动诱发的突触结构与功能可塑性及其稳态调控的规律与分子信号机制，以及“再年轻化”因子和其它相关小分子化合物对可塑性的调节作用与机制；阐明发育中神经细胞坏死过程的基因调控信息传导机理，建立一个针对抑制性中间神经元的细胞胁迫（stress）模型和一个不同于C16的细胞坏死模型（转基因果蝇UAS-Glutd2Lurcher）。以期有利于对Hsp70细胞保护机制的探索，并为寻找治疗早期AD的药物靶点及可能的预防措施提供新的依据。 2、在网络层次，建立功能性神经网络动态发育研究的离体实验系统，以阐明神经网络回响活动的时空动态性质，并验证突触可塑性修饰及其稳态调控在网络回响活动形成与演化中的作用；揭示不同突触密度下网络的计算特性，并检测“再年轻化”因子等若干小分子化合物对神经网络动态演化的影响。 3、在整体层次，构建研究发育可塑性关键期的神经系统异常发育动物模型，以检测镁离子等 “再年轻化”化合物对神经发育的作用；用行为学方法检测啮齿动物（大鼠、小鼠等）的空间记忆能力及偏爱探寻新目标的本能特征，以验证 “再年轻化” 化合物分子对动物认知水平影响。 4、在疾病机理与小分子化合物作用检测方面，找到数个（5-6）能导致AD疾病的基因，构建与完善细胞坏死和AD相关的果蝇疾病模型，并以此为平台对中药分离馏分样品及单体的作用进行检测，确定若干针对果蝇细胞坏死与Aβ神经毒性有干预效果的化合物的作用靶点；阐明抗抑郁症CXZ-123小分子化合物等与单胺类神经递质、应激、海马神经可塑性的关系，确定其抗抑郁症的潜在的新机理。 5、量化考核指标：以通讯作者在国际神经科学重要学术期刊（IF>5）发表论文20-30篇，在国际一流学术期刊（IF>10）发表论文5-10篇，国内和国际(PCT)专利受理或授权4-6项。 6、人才培养：培养博士30-50名，中科院“百人计划”、国家杰出青年基金获得者等高级研究人才1-2名。 三、研究方案 实现项目五年预期目标的总体研究思路和技术路线、可行性及创新点： 神经系统的发育是一个由基因与环境因素共同驱动的、持续终生的过程。基因与环境因素在根本上必须通过神经细胞间与细胞内的分子信号系统来起作用，这些作用在网络水平上可以表现为特定结构与功能的形成与演化，而网络结构与功能的异常则可导致系统水平上相关神经、精神疾病的发生。因此，在细胞、网络和整体三个层次上探索神经网络结构与功能发育和相关疾病的基本规律与机理，可以起到相辅相成的效果。 与国内外同类研究相比，项目组成员拥有独特的技术优势和科研积累，例如已建成大规模果蝇学习记忆行为检测平台及几千种果蝇基因突变体；已建成几十种类型的抑郁症动物模型；已经建立了新颖的神经网络的电生理与光学综合记录和分析方法；已经建立了神经发育中起关键作用的基因敲除与基因干扰技术等等。同时，中医药遗产为我们提供了研究神经发育和相关疾病的独特资源。项目组成员在前期工作中，通过与相关合作单位长期密切的科研合作，取得了重大突破。例如利用独特的转基因果蝇AD模型，已经从上千种中药和天然药物有效成分中筛选出多种具有显著效果的前体化合物；利用鼠类抑郁症模型对数十种传统中药材进行了大量的筛选，已经发现10多种小分子化合物具有抗抑郁症的功效。 这些小分子化合物很可能直接或间接作用于神经细胞分子信号系统，进而影响网络与系统的功能发育。利用这些新药并对其作用靶点和对网络发育演化影响的综合分析，有望在神经发育和相关疾病的机理研究中取得重大突破。 因此，我们拟从“遗传机制、环境影响与小分子干预”三方面切入，结合分子细胞生物学、遗传学、药理学、电生理学、光学影像学、动物行为学、心理物理学等多学科方法，并利用中医药宝库的独特资源，在细胞、网络和整体三个层次上深入地研究神经网络结构与功能发育和相关疾病的基本规律与机理。基于项目组成员在相关前沿领域的创新优势和已取得的成果，本项目目标明确、技术途径新颖并切实可行。 课题设置： 为了系统研究神经发育中遗传与环境因素的交互作用机制和相关疾病、特别是抑郁症和AD的生物学机理，我们设置了 (1) 神经网络结构发育的分子信号机制；(2) 神经网络功能发育的可塑性机制；(3) 神经网络的老化与再年轻化调节等三个课题，涵盖了上述不同的层次与阶段。其中课题一侧重于研究分子遗传因素在神经发育中的作用，并利用转基因果蝇模型研究老年痴呆症等退行性疾病的发生及小分子药物干预的机理。课题二侧重于研究受环境因素影响的神经可塑性及其在神经网络功能发育中的作用，并以海马可塑性为基础，研究抑郁症等精神疾病的发生及小分子药物干预的机理。课题三通过研究神经可塑性本身随发育与老化而下降的调控机制，探索小分子干预如何使神经网络“再年轻化”。每个课题组设包括课题组长在内的两、三位研究专长互补的主要学术带头人。三个课题的研究内容相互关联，技术途径高度互补。因此，课题组之间将形成密切合作关系。 课题一：神经网络结构发育的分子信号机制 课题负责人：刘磊 主要承担单位：北京大学联合清华大学 占用经费比例：41% 研究目标： 总体目标是利用果蝇衰老和细胞坏死模型进行基因和小分子化合物的检测。并利用果蝇遗传学和生物信息学等手段，对基因功能或小分子化合物作用机理进行深入研究。 并对Ab引起的衰老机制和Hsp70的作用进行深入研究。具体目标是：1）、在检测对果蝇Aβ神经毒性有干预作用的小分子基础上发现参与Aβ神经毒性的重要靶点，为药物开发提供一条新的研究途径。力争检测出5到6个与AD疾病的发病机制相关的新基因。深入探讨胰岛素信号通路在Aβ诱导的AD病理进程中的作用机理，为AD疾病治疗提供有价值的理论依据。2）、在果蝇中构建新的细胞坏死模型。我们将通过使用谷氨酸受体1“Lurcher”突变通道(GluR1Lc)产生另一种坏死模型。我们希望它能够和C16转基因果蝇达到相同的效果。这个新的模型能够帮助分辨与C16产生特异性作用的基因或C16激活的参与细胞坏死的基因。3）、通过已有的生物信息学的工具对基因微阵列的信息进行鉴定检测小分子化合物。检测阻断坏死的小分子化合物。我们希望能够找到一些新的抑制细胞坏死的小分子化合物。4）、在培养的人类原代神经元上，发现Hsp70对胞内Ab毒性的抑制作用的机制。 主要研究内容： 1、利用几千种果蝇突变体，筛选与神经发育和衰老密切相关的基因和验证学习记忆损伤模型。进一步研究行为学干预的机制和小分子化学物质的调控途径。 2、结合遗传学、电生理、行为学等方法研究神经发育和衰老的细胞分子机制，重点研究胰岛素信号通路在Aβ诱导的AD病理进程中的细胞分子和行为药理规律。 3、小分子化学物质及其作用靶点分析。通过高通量的基因和药物分析平台，利用果蝇Aβ42转基因模型为基础进行药物作用检测。在此基础上，通过有效组分分析、结构分析等手段，结合化学基因组学知识，预测小分子化合物可能作用的靶点基因或者相关的信号通路。 4、利用人类原代培养神经元为实验模型，研究雌激素和雄激素对Hsp70的调节机理，揭示Hsp70对胞内Aβ毒性抑制作用的分子机制及通路。为寻找治疗早期AD的药物靶点及可能的预防措施提供新的依据。 5、通过已经完成的和正在建立的果蝇细胞坏死模型, 筛选参与细胞坏死的基因组。利用细胞生物学、遗传学和生物化学等手段, 分析基因间作用关系。 6、研究细胞坏死与凋亡可能存在的制约性关系。初步建立细胞坏死与凋亡的分子调控机制。 7、研究小分子化合物抑制细胞坏死的功能。并进一步鉴定这些小分子化合物在哺乳动物疾病模型中的有效性。 课题二：神经网络功能发育中的可塑性机制 课题组长：毕国强 主要承担单位：中国科学技术大学联合中科院昆明动物所 占用经费比例：39% 研究目标： 总体目标是通过离体、在体及行为学模型，阐明神经网络功能发育的可塑性修饰规律与机理，并利用反向药理学的概念，确定小分子化合物对抑郁症等病的防治作用，进而探讨该病在神经发育过程中的生物学机制。具体目标是：1）、阐明网络回响的动态性质与时空模式，发现网络回响形成与演化中突触可塑性规律与分子细胞机理。通过结合电生理记录、光学成像等方法，将可以分析神经网络活动的动态性质，及其演化过程中突触形成与可塑性修饰的规律，特别是神经活动对此过程的影响。进一步，结合光子学与药理学方法，可以分析突触形态与功能修饰中关键分子信号的作用，从而阐明突触可塑性及可塑性的稳态调控的分子机制。2）、利用选择性基因敲除小鼠，并结合电生理的方法，确定蛋白突变引起的神经元形态和突触传递功能以及整体行为的改变，进而初步阐明PP2A等信号通路在神经可塑性及抑郁症中的作用。3）完成CXZ-123等抗抑郁症小分子化合物的主要药效学和药学评价。阐明抗抑郁症小分子化合物CXZ-123等对应激、单胺类神经递质和海马神经可塑性、海马神经元新生和神经网络活动及演化的影响。揭示CXZ-123等小分子化合物在细胞层次和神经网络层次的抗抑郁症潜在的新机理。 主要研究内容： １、建立完善神经网络动态发育研究的若干实验系统，特别是离体培养的大小鼠海马神经元网络。该系统适用于电生理、光学与药理学方法的综合研究。初步实验在此系统首次发现网络回响活动。结合膜片钳、多电极阵列神经芯片（MEA）和钙离子成像，分析离体神经网络回响活动的动态性质（亦即网络中多个神经元发放的时程、频率、次序与相关性）。 2、通过长时间及分段MEA记录、膜片钳与荧光探针影像，分析网络活动的动态演化。这一演化与突触的Hebbian可塑性及可塑性的稳态调控机制密切相关。结合多通道膜片钳与MEA多电极刺激或光学刺激（表达光敏离子通道的神经元），并利用荧光蛋白质标记的分子探针（如GFP-actin,GFP-PSD95等）监测突触形态与特定分子的表达，从而分析神经网络回响形成与演化过程中突触形成与形态功能修饰的规律。 3、利用MEA记录、膜片钳与荧光探针影像，结合药理学方法，分析突触形态与功能修饰中关键分子信号通路（包括钙离子、蛋白激酶，如CaMKII、PKA、PKC，及磷酸酶PP1、PP2B等）的作用。进一步与荧光共振能量转移（FRET）和荧光寿命成像（FLIM）等光子学方法结合，直接监测突触蛋白的结构与功能变化，从而分析突触可塑性及可塑性的稳态调控的分子机制。并利用选择性基因敲除小鼠研究PP2A信号通路对神经元形态和功能的影响以及在抑郁症发病中的作用。 4、结合上述电生理与生物光子学方法，分析若干对抑郁症有效的小分子化合物（包括CXZ-123等中药单体成分）对突触形成、修饰与网络动态演化的影响，从而为分析其-作用靶点提供依据。进一步与课题组1、3合作，分析若干对AD有效的小分子化合物（包括Mg2+及中药分离成分）对突触可塑性调控与网络动态演化的影响。 5、建立完善的检测抗抑郁化合物的主要药效学平台。 并通过抑郁症的行为动物模型和病理动物模型确定CXZ-123等的抗抑郁的量效关系、最佳给药方式。 6、研究抑郁症模型动物突触传递效能、突触可塑性、海马神经元新生等的改变，在此基础上揭示CXZ-123等在细胞层次和网络层次上抗抑郁症的潜在的新机理。 7、在获得CXZ-123等对模型动物大脑和与抑郁症密切相关的核团（如海马、杏仁核前额叶等）中单胺类神经递质和其它重要神经递质的作用的基础上，采用目前临床普遍使用的作用于5-HT系统的抗抑郁药氟西汀（10mg/kg）进行药效学竞争实验探索CXZ-123等的作用靶点和作用机理。利用离体脑片、麻醉动物和清醒动物海马兴奋性突触后膜电位（EPSP）的技术，研究CXZ-123和氟西汀对海马突触可塑性的影响，并结合药效学竞争实验的结果对CXZ-123可能作用的靶点做进一步的研究。 课题三：神经网络老化与再年轻化调节 课题组长：周逸峰 主要承担单位：中国科学技术大学联合清华大学 占用经费比例：20% 研究目标： 总体目标是构建环境与小分子化合物对神经系统发育早期与老化过程作用的整体动物模型平台，阐明钙离子及其他胞内信号分子通路在神经网络功能发育老化过程中可塑性修饰的作用规律与机理，验证镁离子等 “再年轻化” 小分子和抗抑郁化合物对动物神经发育和老化的影响，探索提高成年及老年神经系统功能可塑性的可能途径。具体目标是：1）、在分子细胞层次，确定PKA、磷酸酶、Nogo等胞内信号通路在发育可塑性及其关键期中的作用与信号转导机理；进一步揭示异常环境因素诱发的突触结构与功能可塑性改变的分子信号机制，以及镁离子等“再年轻化”因子和其它相关小分子化合物对可塑性的调节作用及其机制。2）、在网络层次，揭示不同突触密度下网络的计算特性，并检测镁离子等“再年轻化”因子等若干小分子化合物对神经网络动态演化的影响。3）、在整体层次，构建研究发育可塑性关键期的视觉系统异常发育动物模型，以检测镁离子等 “再年轻化”因子对神经发育的作用；用行为学方法检测啮齿动物（大鼠、小鼠等）的空间记忆能力及偏爱探寻新目标的本能特征，以验证 “再年轻化” 因子对动物认知水平的影响；在人类患者发现知觉学习提高神经可塑性的作用途径与机理。4）、在研究疾病机理与小分子化合物检测方面，揭示动物神经系统老化过程中功能衰退的机制；探讨抗抑郁症小分子化合物对神经可塑性的影响，探索其影响可塑性关键期的潜在新机理。 主要研究内容： 1、在神经系统发育早期，通过单眼缝合或人为改变眼的屈光度等方法诱发神经系统发育异常，在三种模式生物(鼠、猫和猴)上构建神经系统异常发育的动物模型。基于视觉中枢神经系统相对简单并已拥有广泛研究基础的优点，以视觉系统为模型研究神经发育可塑性关键期，阐明其细胞分子机制和调控途径，为神经发育的持续演化和再年轻化提供研究模型。 2、通过基因敲除（小鼠）或者施加外源性药物（猫和猴）的方法，结合分子生物学和电生理方法，研究对异常视觉经验诱发的神经系统网络重新修饰起决定性作用的胞内分子信号通路机制。这将为了解正常神经发育中网络修饰和可塑性提供必要的借鉴。 3、研究成年后神经网络可塑性下降的分子机制，通过基因敲除和药理学相结合的方法研究PKA和磷酸酶通路以及Nogo通路等逆转发育关键期关闭并恢复可塑性的分子机制，为再年轻化因子寻找合适的作用靶点。同时在人类患者测试知觉学习对开发神经可塑性的作用。 4、利用电生理、光学影像等方法，在体外培养的神经元中研究镁离子等“再年轻化”因子对突触密度及可塑性的调节机制，特别是钙离子调控的信号通路在其中的作用。建立突触网络的生物物理模型，分析不同密度下突触构型的计算特性，特别是对于相关(Correlated)和非相关(uncorrelated)信号的响应特性。用行为学方法检测啮齿动物（大鼠、小鼠等）的空间记忆能力及偏爱探寻新目标的本能特征，以验证 “再年轻化” 因子对动物认知水平和学习功能的影响。 5、建立正常发育过程中的老化动物模型，在该模型上结合多电极记录技术和动物行为学等方法，以视觉系统为模型，研究神经系统在老化过程中神经细胞反应特性的退化及其内在的机制，探讨其与高级认知功能衰退的关系。并进一步研究镁离子等“再年轻化”因子对整体动物神经网络老化的修复功能，探讨延缓老化的可能途径。 6、对成年弱视动物模型用镁离子等“再年轻化”因子以及某些抗抑郁药物进行干预，通过电生理、免疫组织学、行为学等手段研究在关键期外成年期恢复神经可塑性的途径与机制。 7、与课题组2合作，研究网络稳态与神经发育关键期及老化的关系，分析“再年轻化”因子对网络动态演化和抗抑郁症小分子化合物对神经系统发育可塑性的作用靶点和调控途径。 四、年度计划 研究内容 预期目标 第 一 年 1、产生并确定细胞坏死的果蝇模型。通过行为学手段，对果蝇突变体进行多个记忆时相的检测，探讨Aβ42所参与的信号通路的作用机理。通过基因芯片实验，初步寻找一系列有可能在不同时期与AD发生有关的新基因。研究Hsp70对Aβ的抑制作用的发生节点。 2、监测突触结构与网络回响活动的形成，分析网络活动的时空模式。通过抑郁症的行为动物模型和病理动物模型分析CXZ-123的抗抑郁的量效关系、最佳给药方式。并建立海马区PP2A选择性基因敲除小鼠。 3、初步建立老年动物模型及视剥夺和屈光参差性弱视动物（猴、猫、小鼠）模型，研究关键期内参与神经可塑性的蛋白分子和基因调控机制；利用电生理、光学影像等方法，在体外培养的神经元中研究镁离子等“再年轻化”因子对突触密度及可塑性的调节机制，特别是钙离子调控的信号通路在其中的作用。 完成对C16转基因果蝇细胞坏死类型的鉴定；完成GlutR1Lc 果蝇的构建；确定Hsp70对Aβ的抑制作用的发生节点。 初步分析网络活动的时空模式；建立完善神经网络动态发育模型与电生理及光子学平台；形成分析网络活动的系统方法；建立完善的检测抗抑郁化合物的主要药效学平台。 建立整体动物发育平台；开始建设老化猴模型；认识成人弱视患者视觉系统的可塑性；认识老化过程中的皮层神经细胞功能衰退。 发表SCI论文8-12篇。 第 二 年 1、筛选影响细胞坏死的基因组。细胞坏死的细胞培养模型。通过定量PCR、免疫组化和行为学手段对基因芯片筛选出的新基因进行再验证。利用实验室已有的果蝇突变体库，与果蝇AD模型进行遗传互补实验，筛选出可以挽救AD病症的突变体，并确定其突变基因。研究Hsp70与Aβ是否有相互作用。 2、分析神经网络回响活动模式及其形成过程中突触形态与功能的可塑性变化规律，并进一步检测已知药物对突触与回响活动的影响。将PP2A突变基因在中枢神经系统的特定神经元中和特定的发育时间进行调控表达，观察该蛋白突变引起的神经元形态和功能以及整体行为的改变。 3、继续研究控制发育关键期关闭及成年可塑性的分子机制，用上一年构建的猫和小鼠弱视动物模型（此时已是成年），探索成年弱视视觉系统可塑性增强的内在分子机制；开始探索小分子（镁离子等）恢复成年神经系统可塑性可能的作用及其机理。 初步完成小分子干扰筛选。利用果蝇遗传学方法初步完成小范围的筛选，确定几个有效的影响细胞坏死的基因组；对细胞坏死和调亡的相互关系进行系统的遗传学、生化学和细胞学的研究；初步确定它们的关系。建立细胞坏死的细胞培养模型，对人的果蝇近原基因进行检验；确定Hsp70与Aβ是否有相互作用。 阐明网络活动的固定模式（有无、数目、精度等）；初步确定网络活动中突触形态功能的变化及网络活动对突触连接形成的影响；初步确定PP2A在神经元发育中的作用及若干已知小分子化合物如对网络活动的影响； CXZ-123的作用靶点和作用机理的初步分析。 阐明钙离子及其他胞内信号分子通路在神经网络功能发育老化过程中可塑性修饰的作用规律与机理；初步认识控制关键期的分子机制；及在成年动物增强神经可塑性的可能途径。 发表SCI论文8-12篇。 第 三 年 1、在小鼠体内测试果蝇筛选的小分子药物的作。构建转基因小鼠的细胞坏死模型。筛选影响细胞坏死的基因组。构建用于异位表达特定基因的UAS转基因果蝇和抑制特定基因表达的RNAi转基因果蝇。利用转基因果蝇对胰岛素信号通路进行电生理和行为学方面的研究。建立人类原代神经元培养和细胞内微注射技术。 2、分析神经网络回响形成与演化过程中突触形态与功能可塑性的稳态调节规律，并进一步检测已知药物对网络演化的影响。利用电生理技术研究CXZ-123对海马突触可塑性的影响，并结合药效学竞争实验的结果，对CXZ-123可能作用的靶点做进一步的研究。 3、继续通过电生理、免疫组织学、行为学等手段研究在关键期外成年期恢复神经可塑性的可能途径与机制。研究网络稳态与神经发育关键期及老化的关系，分析“再年轻化”因子对网络动态演化的影响。 初步完成小鼠体内测试果蝇检测的小分子化合物；产生转基因小鼠的细胞坏死模型；完成大范围检测影响细胞坏死的基因组；完成显微注射技术平台的建立。 确定网络活动中突触形态与功能的变化及网络活动对突触连接形成的影响；初步确定网络在不同演化条件下突触形态功能可塑性的差异；确定CXZ-123等对网络活动的影响；确定CXZ-123的作用靶点和作用机理。 阐明镁离子等 “再年轻化”因子对神经发育的作用机制，检测“再年轻化” 因子；初步认识在成年动物增强神经可塑性的机制；初步认识突触修饰在发育与老化过程中的作用；初步认识网络回响与发育关键期的关系。 发表SCI论文12-18篇。 第 四 年 1、基因小鼠的细胞坏死模型的分析。通过行为学、寿命和免疫组化等指标筛选对AD病征具有挽救作用的小分子化合物。在人类神经元上研究Hsp70对胞内Ab毒性的抑制机制。 2、探索神经网络形成与演化过程中突触可塑性及其稳态调节的分子细胞机理。分析CXZ-123对抑郁症模型动物突触传递效能、突触可塑性、海马神经元新生等的影响，揭示其在细胞层次和神经网络层次上治疗抗抑郁症的潜在的新机理。若干和CXZ-123相关的小分子化合物作用的检测分析。 3、开始利用哺乳动物模型，与中国科学院昆明植物研究所、暨南大学等单位合作，研究传统中药、民族药等分离和提纯的小分子化合物对神经系统发育可塑性的作用靶点和调控途径进行探讨。 完成转基因小鼠的细胞坏死模型的初步分析，并在此基础上，进行小分子化合物的作用分析；确定蛋白酶体在Hsp70对胞内Ab毒性的抑制中的作用。 确定在不同网络演化条件下突触可塑性的差异；分析网络形成与演化中突触变化的分子信号机理及网络活动对突触超微精细结构的影响；初步确定若干新药单体对网络活动的影响。 揭示动物神经系统老化过程中功能衰退的机制；了解抗抑郁症小分子化合物对神经可塑性的影响；了解镁离子等 “再年轻化”因子的作用机理。 发表SCI论文12-18篇。 申请抗阿尔茨海默病专利1项，抗抑郁症专利1-2项。 第 五 年 1、细胞坏死信号的基因网络控制系统。使用小鼠模型及水迷宫测试研究检测出的小分子化合物。研究果蝇中Dys和Rho等与发育密切相关的基因在神经失调疾病中的作用机理，探讨其在信号调控和突触可塑性中发挥的作用。研究雌激素、雄激素及Hsp70对细胞功能的影响。 2、进一步探索神经网络形成与演化过程中突触可塑性及其稳态调节的分子细胞机理，初步建立在神经网络水平进行高通量化合物检测的方法,并分析若干与CXZ-123相关的小分子化合物的作用机理和靶点。 3.进一步系统分析外源药物、小分子（镁离子等）恢复成年神经系统可塑性可能的作用及其机理，及其对AD等疾病的潜在治疗作用。 4. 研究工作总结与结果分析，后续工作规划。 初步完成细胞坏死的基因网络控制系统；完成对Hsp70-Ab相互作用细胞功能的研究。 确定突触可塑性变化与稳态调节的若干分子信号机理；初步建立在神经网络水平化合物检测平台方法；完成CXZ-123衍生物和其它若干抗抑郁小分子化合物的作用检测。 认识镁离子等 “再年轻化”因子是否在治疗AD等疾病方面有一定作用。 发表SCI论文12-18篇。 申请抗阿尔茨海默病新药专利1-2项,抗抑郁症专利1-2项。 17