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王广福


电话:0451-86418677
电子邮件:sharrum@163.comwangguangfu@hit.edu.cn
研究领域:神经科学


    王广福博士就读于北京大学信息科学技术学院,并于2003年和2008年分别获得电子学专业学士学位和无线电物理专业博士学位。在北大九年的学习和科研中,通过完成各个项目,王博士积累了坚实的电子学、物理学、计算机科学等知识。这些项目包括用于半导体激光器的精密电流控制器和温度控制器、全息光镊、及中性冷原子光频标。从北大毕业之后,他意识到自己正真喜欢的是物理和生物的交叉学科,于是,他加入了弗吉尼亚大学Julius Zhu实验室从事神经科学研究。在随后的若干年里,王博士突破了力学、电子学、光学、软件等各方面障碍,独立搭建了同时拥有八电极全细胞记录、双光子成像、单光子/双光子光遗传学激发等多种功能的实验平台。迄今,使用该平台王博士及同事已完成了与神经元回路和突出功能相关的多个课题,并将结果发表在高级别期刊上。他们揭示了控制树突电位起始的两个第1层(L1)神经元引导的去抑制抑制的神经回路。他们发现这两个回路协同作用于树突的同时(coincidence)检测机制来获得突出性选择(salience selection)。这部分工作在细胞与亚细胞水平上解析了L1神经元引导的跨突触回路的组织结构。它揭示了在进行需要注意力的任务时(比如,注意、期望、感知、短期记忆等)中间神经元在管理突出性选择中的基本角色。王博士另外的关注点是是突触可塑性及其调节。他研究了与疾病相连接的突变蛋白如何影响AMPANMDA受体介导的神经传递,并导致突触可塑性、学习和记忆上的缺陷。他探索了可以使受损认知发生逆转的操控手段。迄今,王博士已经研究了与小儿失神癫痫相关的CaV3.2钙通道,与X染色体连锁智力障碍相关的BRAG1蛋白,与精神病相关的DISC1蛋白,与脆性X染色体综合征相关的FXR2P蛋白等。他的工作为开发针对这些认知疾病的有效疗法奠定了基础。王博士于201712月加入哈尔滨工业大学生命科学中心。

 

研究兴趣

我现在的研究集中在内侧内嗅皮层(medial entorhinal cortex,MEC)。MEC作为海马体和新皮层间的接合部分在空间导航、学习和记忆中起到了举足轻重的作用。实际上,MEC中含有多种空间细胞,包括网格细胞(grid cells),头向细胞(head direction cells),边界细胞(border cells),和速度细胞(speed cells)。其中,网格细胞具有呈六边形网格排列的多个空间放电场,是最重要的空间细胞。自从最先在大鼠中发现以来,网格细胞也被发现存在于小鼠、蝙蝠、猴子和人类中。网格细胞与海马体中的位置细胞(place cells)一起构成了大脑中的综合定位系统,即一个内部的GPS。而其他空间细胞,尤其是头向细胞和速度细胞,则被认为是向网格细胞提供信息以进行路径整合(path integration)。在过去的十多年中,网格和其他空间细胞的在体记录加深了我们对它们的认识,但是网格状放电场的形成仍是一个未解之谜。要回答这个问题,不仅需要更深入的行为学研究,也需要有对MEC中细胞特性和神经回路的全面了解。因此,我的兴趣是揭示MEC中空间细胞的单细胞和回路基础。具体地,我将使用包括电生理、光遗传学、双光子成像、分子生物学、药理学等多种手段来研究网格细胞及其他空间细胞的的形成机制,并关注以下三个目标:

目标1:研究MEC中神经细胞种类和局部回路。

目标2:研究MEC中神经细胞和回路的背腹组织结构。

目标3:研究视皮层向MEC的投射。

此外,我也将利用四极电极、傍细胞、荧光记录等开发空间细胞的在体记录系统。记录系统确立后,我将渴望研究外部感觉线索和环境空间频率对空间细胞的作用。另外,我也对发展和应用新的光学技术,尤其是与纳米科学相结合的技术感兴趣。通过在细胞表面附着纳米金颗粒,神经元可以在亚细胞的分辨率上被激活。结合细胞内的纳米探针,表面增强拉曼光谱已被用来辨别神经元的种类。我热切希望看到这些新技术是否能够在寻找神经连接和确定中间神经元种类等方面辅助我的神经回路研究。

  

实验室的技术与工具

同时多电极全细胞记录

神经元形态重构

双光子钙/钠成像

/双光子光遗传学激发

病毒工具(Sindbis病毒,慢病毒,腺相关病毒)

荧光探针(乙酰胆碱,5-羟色胺,多巴胺,葡萄糖等)

  

代表性著作(#共同第一作者;*通信作者)

  1. Lim CS, Wen C, Sheng Y,Wang G, Zhou Z, Wang S, Zhang H, Ye A, Zhu JJ (2017) Piconewton-Scale Analysis of Ras-BRaf Signal Transduction with Single-Molecule Force Spectroscopy.Small:DOI: 10.1002/smll.201701972. [IF: 8.643]

    本研究被媒体报道于Phys.org (https://phys.org/news/2017-09-technique-doctors-disease-severity.html)和CBS (http://www.newsplex.com/content/news/UVA-researchers-develop-new-molecule-measuring-technique-444053003.html)。

  2. Wang G, Bochorishvili G, Chen Y,Salvati KA, Zhang P,Dubel SJ, Perez-Reyes E,Snutch TP,Stornetta RL, Deisseroth K, Erisir A, Todorovic SM, Luo JH,Kapur J, Beenhakker MP, Zhu JJ (2015) CaV3.2 calcium channels control NMDA receptor-mediated transmission: a new mechanism for absence-like epilepsy.Genes Dev 29:1535-1551. [IF:9.413]

    参见Epilepsy Currents 16:36–38对本文的评论。

  3. Wang G#Wyskiel DR#, Yang W, Wang Y, Milbern LC, Lalanne T, Jiang X, Shen Y, Sun Q-Q and Zhu JJ (2015) An optogenetics- and imaging-assisted simultaneous multiple patch-clamp recordings system for decoding complex neural circuits.Nat Protoc 10: 397-412.[IF:10.032]

    本文章被Nature Protocols作为封面文章刊登。

  4. Lee AJ#,Wang G#, Jiang X#, Johnson SM, Hoang ET, Lanté F, Stornetta RL, Beenhakker MP, Shen Y, Zhu JJ (2015) Canonical Organization of Layer 1 Neuron-Led Cortical Inhibitory and Disinhibitory Interneuronal Circuits.Cereb Cortex 25:2114-2126.[IF:6.559]

  5. Wang G and Zhu JJ (2014) DISC1 dynamically regulates synaptic N-methyl-D-aspartate responses in excitatory neurons.Biol Psychiatry 75: 348-350.[IF: 11.412]

    受邀评论文章。

  6. Jiang X#,Wang G#, Lee AJ, Stornetta RL and Zhu JJ (2013) The Organization of Two New Cortical Interneuronal Circuits.Nat Neurosci 16: 210-218.[IF: 17.839]

    参见Nature Neurosci 16:114-5, Curr Opin Neurobiol 26:7-14, Curr Opin Neurobiol 26:15-21, Curr Opin Neurobiol 26:117-124, Curr Opin Neurobiol 32:107-14等对本文章的报道与评论。

  7. Myers KR#,Wang G#, Sheng Y, Conger KK, Casanova JE and Zhu JJ (2012) Arf6-GEF BRAG1 Regulates JNK-Mediated Synaptic Removal of GluA1-Containing AMPA Receptors: A New Mechanism for Nonsyndromic X-Linked Mental Disorder.J Neurosci 32: 11716-11726.[IF: 5.988]

  8. Ye A and Wang G* (2008) Dipole polarizabilities ofns21S0 andnsnp3P0 states and relevant magic wavelengths of group-IIB atoms.Phys Rev A 78: 1-4 (Article #: 014502).[IF: 2.925]

  9. Wang G and Ye A (2007) Possibility of using Zn as the quantum absorber for a laser-cooled neutral atomic optical frequency standard.Phys Rev A 76: 1-12 (Article #: 043409). [IF: 2.925]

  10. Wang G, Wen C and Ye A (2006) Dynamic holographic optical tweezers using a twisted-nematic liquid crystal display.J Opt A 8: 703-708. [IF: 1.742]