李岩----中国科学院生物物理研究所

李岩　/　博士研究员博士生导师

中国科学院生物物理研究所，脑与认知科学重点实验室，研究组长

研究方向：以果蝇为模式动物探索高级脑功能的神经分子机制

电子邮件：liyan@ibp.ac.cn

电　　话：010-64888533

通讯地址：北京市朝阳区大屯路15号（100101）

英文版个人网页：http://english.ibp.cas.cn/sourcedb/rck/EN_xsszmL/202005/t20200519_341397.html

基本情况研究方向代表成果人才培养团队风采

简历

1994 - 1998 北京大学，生理及生物物理学士?

1998 - 2003 中国科学技术大学研究生院/中国科学院生物物理所，生物物理博士?

2004 - 2007 美国加州大学旧金山分校，博士后?

2007 - 2009 美国芝加哥西北大学，研究助理教授?

2009 - 至今中国科学院生物物理研究所，研究员，博士生导师

2014 - 至今中国科学院大学中丹学院，研究员

2015 - 至今中国科学院大学，岗位教师

2016 - 至今中国空间科学学会，理事

获奖及荣誉

社会任职

承担项目情况

1. 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目：肠道蛋白饱腹和饥饿营养信号交互调控进食行为研究（32211540388，2022-2024年），课题负责人。

2. 载人航天工程空间站任务空间应用项目：空间亚磁生物效应和机制（YYWT-0801-EXP-13，2020-2024年），课题负责人。

3. 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目：果蝇触角叶的多巴胺能神经调节机制研究（32061143011，2020-2023年），课题负责人。

4. 国家自然科学基金面上项目：果蝇中枢神经系统胰岛素信号介导蛋白营养感知与进食调控（31970947，2020-2023年），课题负责人。

5. 国家重点研发计划重点课题：生物钟异常导致重要组织器官代谢紊乱的致病机制（2019YFA0802402，2019-2024年），子课题负责人。

6. 中国科学院交叉创新团队项目：神经信息分子编码交叉创新团队（2018-2020），课题负责人。

7. 国家自然科学基金重点项目：新型内分泌因子FIT介导的蛋白质营养感知通路在衰老中的调控机制研究（31730045，2018-2022年），课题负责人。

8. 军委KJW国防科技创新特区项目：自主智能无人机集群协同--果蝇复眼大-小场景系统的微观重建（2017-2018），课题负责人。

9. 国家自然科学基金重大专项集成项目：恐惧与遗忘的神经分子机制（91632301，2017-2019），子课题负责人。

10．中国科学院战略先导科技专项（B类）：果蝇认知的功能图谱研究，（2012-2016年），子课题负责人。

11. 中国科学院百人计划项目：脑与认知的细胞分子机制（KSCX2-YW-R-156，2009-2013年），课题负责人。

　　本研究组以果蝇为动物模型，研究学习记忆与本能行为的神经环路与分子机制，旨在揭示基因-神经-行为的内在规律。此外，我们还探讨环境因素，如地磁场对脑功能的影响及其生物学机制。

1. 进食控制与进食节律的神经机制

　　营养特异性进食调控对于动物保持营养平衡至关重要，需要大脑特异性感知、编码和传递特定营养信息。在众多营养素中，蛋白质食物具有最强的饱腹感，引发最强最持久的进食抑制效应，那么蛋白质饱腹感能否被特异性感知呢？我们发现了首个蛋白质饱腹因子FIT，揭示了这个脂肪因子跨组织控制进食行为的全新机制（图1左）。我们进一步探索了脑内胰岛素信号的营养特异性信息编码功能，并鉴定了接收蛋白饱腹信息的胰岛素信号的下游神经环路（图1右）。通过对FIT信号如何传入大脑、饱腹信号如何向多脑区传递、及其如何与其它营养和感知信号整合并对比，我们将深入探索和阐释进食调控中信息加工的神经规律。

图1.脂肪因子FIT特异性响应高蛋白质营养，并通过脑内胰岛素信号抑制蛋白进食。

　　进食行为不仅受到机体营养水平的控制，也受到节律系统的调节。我们发展了果蝇长时程进食自动监控系统（dFRAME）（图二左），发现实验室培育的果蝇仍保有典型的早晚进食高峰，而且是由中枢节律系统控制的（图2右）。我们进一步揭示出，节律神经元影响果蝇觅食和进食行为，是通过调控嗅觉系统中的气味吸引性来实现的，而与光照节律冲突的进食则会显著影响健康和寿命。

图2. 果蝇长时程进食自动监控系统（dFRAME，左）揭示节律系统对进食节律的调控效应，野生型果蝇CS存在早晚进食高峰，节律突变体果蝇per01晨间峰丧失（右），在持续黑暗中CS果蝇仍能部分保持，而per01则完全丧失进食节律。

2. 学习记忆等高级脑功能的神经机制研究

　　如图3所示，学习与记忆是一个复杂而神秘的过程。在果蝇的中央脑中，蘑菇体是嗅觉联想学习与记忆，以及视觉抉择的关键脑区。我们利用行为学、遗传学、光遗传学及功能成像等方法，解析了蘑菇体在记忆形成、巩固、擦除以及重建过程中的神经环路与分子机制，为理解记忆的复杂加工提供了新的视角和依据。

图3. 果蝇学习记忆等高级脑功能的神经环路及分子基础。

3. 空间亚磁生物学

　　人类迈向太空的征程中，不得不面对浩瀚宇宙中低重力、低磁场和强辐射的空间环境，长期处于空间环境中对地球生物有何影响，是载人航天必须要面对的问题。随着我国空间站的建设和在轨实验的展开，我们将把果蝇送入空间站，结合地面亚磁模拟平台，研究微重力-亚磁环境下动物生殖发育的改变，脑功能与行为模式的变迁，并揭示其内在的基因演化规律。这些开拓性的研究对于了解空间长期驻留或飞行的动物（包括人类）会发生哪些变化，以及寻求应对策略具有重要意义。

图4. 空间亚磁环境中的果蝇研究

1. Xiaoyu Li*, Yang Yang*, Xiaobing Bai*, Xiaotong Wang, Houqi Tan, Yanbo Chen, Yan Zhu, Qili Liu, Mark N. Wu, Yan Li^#. (2024) A brain-derived insulin signal encodes protein satiety for nutrient-specific feeding inhibition. Cell Rep. 43(6):114282.

2. Xiupeng Chen*, Jie Li*, Zhongbao Gao, Yang Yang, Wenqing Kuang, Yue Dong, Gek Huey Chua, Xiahe Huang, Binhua Jiang, He Tian, Yingchun Wang, Xun Huang, Yan Li, Sin Man Lam^#, Guanghou Shui^#.(2022) Endogenous ceramide phosphoethanolamine modulates circadian rhythm via neural-glial coupling in Drosophila. National science review. 9(12), nwac148.

3. Jianzhi Zeng*^#, Xuelin Li*, Renzimo Zhang, Mingyue Lv, Yipan Wang, Ke Tan, Xiju Xia, Jinxia Wan, Miao Jing, Xiuning Zhang, Yu Li, Yang Yang, Liang Wang, Jun Chu, Yan Li, Yulong Li^#. (2023) Local 5-HT signaling bi-directionally regulates the coincidence time window for associative learning. Neuron. 111(7), 1118-1135.e5.

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12. Aike Guo^#, Zhefeng Gong, Hao Li, Yan Li, Li Liu, Qingqing Liu, Huimin Lu, Yufeng Pan, Qingzhong Ren, ZhihuaWu, Ke Zhang, and Yan Zhu. (2016) Chapter "Vision, Memory and Cognition in Drosophila" in the book of "Learning and Memory: A Comprehensive Reference, 2nd edition".

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14. Xiaoting Li, Yan Wang, Huan Wang, Tongtong Liu, Jing Guo, Wei Yi, Yan Li^#. (2016) Epithelia-derived wingless regulates dendrite directional growth of Drosophila ddaE neuron through the Fz-Fmi-Dsh-Rac1 pathway. Mol Brain. 29;9(1):46.

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16. Chang Liu, Xiaobing Bai, Jinghan Sun, Xiaofan Zhang, and Yan Li^#. (2015) Behavioral Switch of Food Preference upon Sugar Deficiency Is Regulated by GPCRs in Drosophila. J Genet Genomics. 20;42(7):409-12.

17. Nannan Chen, Aike Guo^#, and Yan Li^#. (2015) Aging accelerates memory extinction and impairs memory restoration in Drosophila. Biochem Biophys Res Commun. 460(4):944-8.

18. Wei Yi, Yunpeng Zhang, Yinjun Tian, Jing Guo, Yan Li^#, and Aike Guo^#. (2013) A Subset of Cholinergic Mushroom Body Neurons Requires Go Signaling to Regulate Sleep in Drosophila. Sleep. 36(12):1809-21.

19. Zhiping Zhang, Xiaoting Li, Jing Guo, Yan Li^#, and Aike Guo^#. (2013) Two Clusters of GABAergic Ellipsoid Body Neurons Modulate Olfactory Labile Memory in Drosophila. J Neurosci. 33(12):5175-81.

（资料来源：李岩研究员，2024-09-13）

课题组学生获奖情况

2024年博士研究生王怡之，中国科学院大学生命科学院三好学生

2023年博士研究生杨扬，国家奖学金

2023年博士研究生杨扬，脑与认知科学国家重点实验室年度科研优秀奖获奖

2023年硕士研究生肖恺丰，中国科学院大学生命科学院三好学生

2023年硕士研究生谭后琪，中国科学院大学大学生奖学金

2023年博士研究生王筱童，中国科学院大学生命科学院三好学生

2022年博士研究生杨扬，脑与认知科学国家重点实验室奖学金

2022年博士研究生杨扬，中国科学院大学优秀学生和三好学生

2022年博士研究王筱童和郑梅君、硕士研究生肖恺丰，共同获得第三届生物实验短视频大赛特等奖

2021年硕士研究生张潇航，国家奖学金