个人介绍
杜旭飞博士(高级工程师)2006年本科毕业于河北农业大学生命科学学院,2013年在中国科学院神经科学研究所获神经生物学博士学位,2013年至2018年在中国科学院神经科学研究所担任助理研究员。2018年至今开始担任神经科学研究所全脑介观神经联接图谱绘制平台主任,主要运用分子生物学、活体成像和计算方法,研究斑马鱼全脑结构和功能联接组。
研究方向
大脑具有极其复杂的结构和至关重要的功能。神经细胞(神经元)是构成大脑的基本单元,具有各异的形态和复杂的联接方式,在全脑尺度上解析结构和功能神经联接图谱是揭示脑工作原理的关键。斑马鱼具有保守的神经系统构造,但结构相对简单,全脑有约105个神经元,是目前唯一一种可以在全脑尺度上解析脑结构和功能的脊椎动物模型。因此,平台近期研究重点是绘制斑马鱼全脑介观神经联接图谱,主要研究方向包括:
1. 绘制全脑介观结构神经联接图谱
结构神经联接图谱是理解大脑如何工作的非充分但必要基础条件。结构联接可以从宏观(脑区)、介观(细胞)和微观(突触)三个层面解析,其中介观层面的联接节点是构成大脑的基本单元神经元,是基本且关键的结构联接图谱。我们将以斑马鱼幼鱼为模型,首先绘制单细胞分辨率的有神经元类型的全脑神经投射图谱,同时研发基于遗传方法或嗜神经病毒的环路示踪工具,进而绘制有神经元类型特异性的全脑神经联接图谱。
2. 绘制全脑介观功能神经联接图谱
大脑的神奇之处在于从一个静态网络结构能够涌现多种多样的脑功能,形成动态功能网络。利用斑马鱼幼鱼体型小巧,通体透明的特点,我们能够在三维水平上对斑马鱼全脑所有数十万个神经元活动进行同时长时间实时记录,通过结合光遗传学调控特定神经元群体的活动,我们将绘制具有单细胞分辨率的全脑功能神经联接图谱,并挖掘生物神经网络的组织原理。
3. 探究全脑神经联接结构和功能图谱的关联
神经科学的目标是了解神经系统结构-功能的组织逻辑,从而探究从感知到行为的神经机制。因此在获得全脑结构和功能联接图谱的基础上,我们将继续研究静态结构图谱和动态功能图谱的关联,从而实现对一种脊椎动物脑联接组的完整解析,挖掘脑工作的普适规律,为类脑智能研究提供基础和新思路。
代表性论文 1. Li, Y.#, Du, X.F.#, Liu, C.S., Wen, Z.L., and Du, J.L.* (2012). Reciprocal regulation between resting microglial dynamics and neuronal activity in vivo. Developmental Cell 23, 1189-1202. (Highlighted by Preview in Developmental Cell 23, 1125-1126; and Faculty of 1000; Recommended by NEUORN in 2013 as one of most influential papers of microglia research field in the last two years).
2. Li, Y., Du, X.F., and Du, J.L.* (2013). Resting microglia respond to and regulate neuronal activity in vivo. Communicative & Integrative Biology 6: e24493.
3. Li, Y.*, Du, X.F., and Du, J.L. (2013). Physiological properties and functions of microglia. Acta Physiologica Sinica 65(5):471-82. (Review, In Chinese)
4. Du, X.F.*, and Du, J.L.* (2015). Hypocretinergic systems in zebrafish. Chinese Bulletin of Life Sciences 27(7):827-836. (Review, In Chinese)
5. Li, Y.Y., Du, X.F., Pei, G., Du, J.L., and Zhao, J.* (2016). β-Arrestin1 regulates morphology and dynamics of microglia in zebrafish in vivo. Eur. J. Neurosci. 43(2):131-138.
6. Du, X.F.*, and Du, J.L.* (2016) A “death” trap for microglia. Developmental Cell 38(2): 120-121. (Invited Previews)
7. Xu, B.#, Zhang, Y.#, Du, X.F., Li, J., Zi, H.X., Bu, J.W., Yan, Y., Han, H., and Du, J.L.* (2017). Neurons secrete miR-132-containing exosomes to regulate brain vascular integrity. Cell Research 27(7): 882-897. (Highlighted article) 8. Zhang, Y.#, Xu, B.#, Chen, Q., Yan, Y., and Du, J.L.*, Du, X.F.* (2018). Apoptosis of endothelial cells contributes to brain vessel pruning of zebrafish during development. Frontiers in Molecular Neuroscience 11:222.
9. Du, X.F.*, Xu, B., Zhang, Y., Chen, M.J., and Du, J.L.* (2018). A transgenic zebrafish model for in vivo long-term imaging of retinotectal synaptogenesis. Scientific Reports 8:14077.
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杜旭飞
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电话:021-54921932
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