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圖1：調(diào)控兩種渴覺狀態(tài)的細胞基礎(chǔ)的示意圖。高滲透壓口渴激活Rxfp1+神經(jīng)元，動物尋求純水以稀釋血液；低血容量口渴激活Pdyn+神經(jīng)元，動物同時攝入水和鹽（礦物質(zhì)）溶液以維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。

　　據(jù)介紹，外周感覺系統(tǒng)，例如嗅覺和味覺，可以通過不同的細胞類型檢測多種不同的信號。作為中樞感覺系統(tǒng)的大腦，可以調(diào)控至少兩種類型的渴覺，雖然兩種渴覺都會引起液體攝入的行為，但對溶質(zhì)的偏好卻截然不同，以維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。然而，實現(xiàn)特定行為的神經(jīng)基礎(chǔ)仍不清楚。

圖2b：不同渴覺狀態(tài)下，小鼠對純水（灰色）和NaCl溶液（紅色）的攝入量。

　　該研究揭示了當體液滲透壓升高時，哺乳動物會尋求純凈水以稀釋血液；當因為出汗等原因流失體液時，哺乳動物又會同時尋求水和鹽（礦物質(zhì)）溶液以維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。這項工作首次闡明了大腦是如何區(qū)分并調(diào)節(jié)這兩種渴覺狀態(tài)的，并通過優(yōu)化的單細胞轉(zhuǎn)錄組測序方法首次揭示了具有特定調(diào)控功能的神經(jīng)元類群，進一步成功通過光遺傳學方法復(fù)現(xiàn)了液體攝入表型，驗證了神經(jīng)元類群功能和行為之間的因果關(guān)系。研究結(jié)果表明中樞感覺系統(tǒng)存在，由不同類型細胞介導不同生理狀態(tài)的這一模型。

3b和c：SFO（上側(cè)）和OVLT（下側(cè)）興奮性神經(jīng)元Rxfp1、Pdyn基因表達量（藍色），與兩種渴覺狀態(tài)下Fos基因的表達量（紅色）。b為高滲透性口渴狀態(tài)，c為低血容量口渴狀態(tài)?；虮磉_量都經(jīng)log標準化。

　　王童彤是南開大學生命科學學院2016級生物伯苓班學生。本科期間，她對神經(jīng)與腦科學產(chǎn)生了濃厚興趣，并積極加入生科院實驗室開展科研訓練，積累了豐富的神經(jīng)生物學知識和相關(guān)實驗技能。2019年3月，在伯苓學院的資助下，王童彤赴美國加州理工學院從事科研訓練。

　　在美學習期間，王童彤與本論文第一作者、加州理工學院博士后Allan-Hermann Pool共同完成了所有實驗操作、數(shù)據(jù)分析、繪圖、文章的投稿與發(fā)表。Allan-Hermann Pool主導并完成前期單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的優(yōu)化。加州大學伯克利分校John Ngai教授實驗室，合作構(gòu)建了文章中重要的Rxfp1-Cre轉(zhuǎn)基因鼠系。

　　今年6月，王童彤圓滿完成學業(yè)從南開大學畢業(yè)，并在多個美國名校全額獎學金博士offer中，選擇了赴美國加州理工學院進行博士學習和深造。

　　“我非常有幸能夠在生科院伯苓班的資助下赴美從事科研訓練，并在一年內(nèi)非常幸運地獲得了一些有價值的成果，感謝南開大學和加州理工學院各位老師、同學的指導和幫助。這段經(jīng)歷不僅充分鍛煉并提升了我的科研素養(yǎng)，更激勵我在科研道路上繼續(xù)努力奮斗，希望未來能有更多有趣的發(fā)現(xiàn)?！蓖跬f。

　　2009年，南開大學首批獲批國家“基礎(chǔ)學科拔尖學生培養(yǎng)試驗計劃”，并設(shè)立數(shù)學、物理學、化學和生物學4個專業(yè)伯苓班，2010年設(shè)立伯苓學院。伯苓班旨在招收并培養(yǎng)對相關(guān)基礎(chǔ)學科有濃厚興趣的優(yōu)秀學生，以小班單獨建班，配備一流教師，強化國際化交流，營造一流學術(shù)氛圍，注重因材施教，加強個性化培養(yǎng)，以造就基礎(chǔ)好、善創(chuàng)新、綜合素質(zhì)高的基礎(chǔ)學科學生，使他們成為具有國際競爭力的優(yōu)秀創(chuàng)新人才。伯苓班學生在學期間，接受到高水平的科研訓練，并參與發(fā)表了一批國際頂尖學術(shù)期刊論文。2016年起，南開大學將拔尖計劃（伯苓班）延伸至經(jīng)濟學、歷史學等人文社會科學領(lǐng)域。2020年9月，南開大學數(shù)學、物理、化學、生物、經(jīng)濟、歷史6個拔尖學生培養(yǎng)基地入選教育部首批基礎(chǔ)學科拔尖學生培養(yǎng)計劃2.0基地名單，入選數(shù)量并列全國第二。

參考資料：

【1】南開大學新聞網(wǎng)，南開大學伯苓學院本科生二作發(fā)表Nature論文，http://news.nankai.edu.cn/ywsd/system/2020/10/15/030041208.shtml

【2】Pool, A., Wang, T., Stafford, D. et al. The cellular basis of distinct thirst modalities. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2821-8