Daily Archives: 2025年12月10日

Arc 在海马与前额叶发育中的作用对比:空间学习关键期 vs 精神分裂症相关网络异常

方面 PNAS 2018:海马、空间学习与“关键期” J Neurosci 2019:前额叶、精神分裂症相关表型
研究脑区 海马 (Hippocampus) 前额叶皮层 (PFC)
核心问题 海马空间学习是否存在依赖 Arc 的发育关键期? Arc 缺失是否会导致精神分裂症样行为和 PFC 功能异常?
主要方法 – 不同时间窗 Arc KO 小鼠 (常规/早期 P7+/晚期 P21+)

– Morris 水迷宫、情境恐惧记忆
– 海马 LFP (theta, gamma, ripple)
– 同样 KO 小鼠
– PFC LFP (theta, gamma) + 切片电生理 (E/I 平衡、网络增益)
– 社交、工作记忆 (Y 迷宫)、PPI、开放场、安非他命反应、癫痫易感性等
主要结论 – Arc 在出生后首月海马高表达,形成发育关键期

– 早期敲除永久损害网络振荡及成年空间学习
– 晚期敲除不影响学习但仍需 Arc 存储长期记忆
一句话:Arc 决定海马空间学习网络的“发育窗口”
– 早期/全身 KO 削弱 PFC 振荡及突触功能 (网络“长歪”)
– 但无典型精神分裂症行为缺陷 (社交、工作记忆、PPI、多巴胺正常)
– Arc 删除扰乱 PFC 网络但不足以产生精神分裂症样行为
一句话:Arc 缺失单独不足以造成精神分裂症
结论导向 Arc 的必要性 + 关键期:特定发育阶段对海马网络成熟关键 Arc 删除为不充分条件:需 Arc 失调 + 其他因素组合
方法侧重 行为 + 海马 LFP (theta/gamma/ripple) PFC LFP + 切片电生理 + 全面精神分裂症行为/多巴胺/癫痫测试

Follow-up questions regarding Data_Karoline_16S_2025_cagefilter and Data_Marius_16S (Dec 2025)

  1. 针对第 9、10、11 组以及混合的 pre-FMT 组的 PCA 和多样性分析
    筛选条件:Group 9(J1–4, J10, J11)、Group 10(K1–K6)、Group 11(L2–L6)以及 pre-FMT(G1–G6, H1–H6, I1–I6)
    1.1 这些组之间在 α 多样性或 β 多样性方面是否存在显著差异?你能否为此生成一个 PCoA 图?
    1.2 在仅比较第 9、10 和 11 组时,α 多样性或 β 多样性之间是否存在显著差异?你能否也为此生成一个 PCoA 图?
    1.3 第 9 组与第 10 组之间有哪些差异表达的基因(DEGs)?
    1.4 第 9 组与第 10 组之间是否存在差异富集/差异表达的通路?
    1.5 你是否可以使用 R 绘制一棵系统聚类树(树状图),包含数据集中检测到的所有细菌科(bacterial families)?我附了一篇论文作为示例(Figure 1C)。

  2. Group 3 与 Group 4 之间的通路分析
    筛选条件:Group 3:C1–C7;Group 4:E1–E10。
    是否可以请你对 Group 3 vs Group 4 做一次通路分析?

  3. 2022 年数据集(第一组筛选条件)
    筛选条件:Group 1:1, 2, 7, 6;Group 5:29, 30, 31。
    这些组之间在 α 多样性或 β 多样性方面是否存在显著差异?你能否为此生成一个 PCoA 图?
    有哪些 DEGs?
    是否存在差异富集/差异表达的通路?

  4. 2022 年数据集(第二组筛选条件)
    筛选条件:Group 1:1, 2, 7, 6;Group 5:29, 30, 31;Group 2(不加筛选);Group 6(不加筛选)。
    这些组之间在 α 多样性或 β 多样性方面是否存在显著差异?你能否为此生成一个 PCoA 图?

  5. 微生物组分析的方法部分
    我们已经写好了材料和方法部分,其中包含微生物组分析的内容,我已将这一部分附在邮件中。你有没有什么意见?特别是你认为是否还需要补充描述 QC(质控)分析的内容?

    Microbiome analysis(微生物组分析)
    在所示时间点,于上午 9–10 点之间采集小鼠粪便样本,并立即在 -80°C 冻存直至使用。DNA 提取使用 QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit(Qiagen, #51604),并根据已发表的小鼠粪便专用方案进行操作⁸。简而言之,粪便颗粒在 Precellys® 24 匀浆器(Bertin Technologies)中、使用 Soil grinding tubes(Bertin Technologies, #SK38)进行均质处理,随后按照试剂盒说明书提取 DNA。通过 Nanodrop 测定 DNA 产量,并将浓度调至 10 ng/µl。16S rRNA 扩增子(V3–V4 区域)采用带有 Illumina 接头通用序列的简并引物进行扩增:前向引物 F(5′- TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAGCCTACGGGNGGCWGCAG-3′),反向引物 R(5′-GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGTATAAGAGACAGGACTACHVGGG-TATCTAATCC-3′),具体方法参考已发表的方案⁹,¹⁰。随后使用 Illumina Nextera XT Index Kit(Illumina, #FC-131-1001)对样本进行多重上样,构建带条形码的文库。文库在 MiSeq 平台(Illumina, #MS-102-2003)上进行 500PE 测序。

    QC
    不同组之间微生物群落组成的差异使用 PERMANOVA(置换多元方差分析)进行评估,基于 R 包 vegan 中的 adonis 函数,设置 9999 次置换。该分析基于 Bray–Curtis 距离矩阵,该矩阵综合考虑了物种的有无以及各物种在每个样本中的相对丰度。该方法用于评估不同组之间整体群落组成是否存在显著差异。
    群体间的差异丰度分析使用 R 包 DESeq2 完成,该方法通过负二项式广义线性模型对计数数据进行建模¹¹。在气泡图中,x 轴表示相对丰度的 log₂ 倍数变化,每个气泡代表一个 OTU,气泡颜色表示其所属的细菌目(bacterial order),气泡大小表示经过 Benjamini–Hochberg 校正后的调整 p 值。

  6. 关于 PCoA 和 PCA 的问题
    我们目前还不是完全确定你所做的分析是主坐标分析(PCoA)还是主成分分析(PCA)。你能否就此再给一些说明或评论?


  1. 第 9、10、11 组及混合 pre-FMT 组的 PCA 和多样性分析
    你之前已经向我们展示过,这些组在 α 多样性和 β 多样性方面存在显著差异。我们能否据此得出结论:每一组在 α 和 β 多样性上都与所有其他组显著不同?如果不能,是否可以做一个事后检验(例如 Bonferroni 校正的 post-hoc 分析),来查看哪些组在 α 或 β 多样性上存在显著差异?在这里,我们主要感兴趣的比较是:9 vs 10,9 vs 11,10 vs 11。

  2. 通路分析:第 9 组 vs 第 10 组
    是否可以预先筛选我们感兴趣的通路?在这里,我们特别想关注参与短链脂肪酸(SCFAs)生成的相关通路。这个在分析上可行吗?你对这样的做法有什么看法或建议?

  3. 2022 年数据集:第 1、2、5 和 6 组
    在第 1 组和第 5 组之间,是否能检测到任何差异表达基因(DEGs)?
    你之前已经向我们展示过,第 1、2、5 和 6 组之间在 β 多样性上存在显著差异。结合我在第一个问题中的疑问:这些组在 β 多样性上是否彼此之间都显著不同,还是说我们需要进行事后分析(post-hoc)来判断具体是哪些组之间存在显著差异?在这里,我们主要关心的比较是 1 vs 5 和 2 vs 6。你能帮我们一起解读这些结果吗?

Download Novogene sequencing data

    ~/Tools/linuxnd/lnd login -u 登录账号 -p 登录密码
    ~/Tools/linuxnd/lnd list
    ~/Tools/linuxnd/lnd list oss://[First_1_part_of_数据路径]
    ~/Tools/linuxnd/lnd cp -d oss://  ./                           #-->ERROR
    #The following two commends download the same datasets, only the first one have two tiers of directories H**************2/R*****4
    #NOTE that next time downloading once is enough!
    ~/Tools/linuxnd/lnd cp -d oss://[First_1_part_of_数据路径] .
    #~/Tools/linuxnd/lnd cp -d oss://[First_3_parts_of_数据路径] .

    cd [Target_directory_containing MD5.txt]
    cp MD5.txt md5sum_check.txt
    ~/Scripts/check_md5.sh