1996-2000　 北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院理學(xué)學(xué)士

2000-2005　 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所理學(xué)博士

2005-2008　 美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院分子生理及生物物理系博士后

2008-2012　 美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院/霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所助理研究員

2012-2016　 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員，博士生導(dǎo)師

2016-至今　 北京生命科學(xué)研究所研究員，博士生導(dǎo)師

腦功能和腦疾病的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)

人類在發(fā)育、成熟和衰老的進(jìn)程中，不斷受到各類腦疾病的困擾。我們以小鼠和獼猴為動(dòng)物模型，針對(duì)腦疾病的生物學(xué)機(jī)制，從多個(gè)角度開展系統(tǒng)的研究。除使用常規(guī)手段（例如光遺傳學(xué)和電生理記錄）外，我們還開發(fā)新型囊泡分子工具，以刻畫神經(jīng)環(huán)路聯(lián)結(jié)，并對(duì)神經(jīng)環(huán)路的活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精細(xì)操控。我們致力于發(fā)現(xiàn)新的神經(jīng)環(huán)路，揭示其工作原理，并探索它們?cè)谀X疾病干預(yù)策略中的應(yīng)用。

1. 發(fā)現(xiàn)引發(fā)“戰(zhàn)斗-逃跑”反應(yīng)的關(guān)鍵神經(jīng)環(huán)路

“戰(zhàn)斗-逃跑”反應(yīng)是指人和動(dòng)物在面臨生存威脅時(shí)表現(xiàn)出的應(yīng)激性生理反應(yīng)，幫助個(gè)體更有力地戰(zhàn)斗或逃跑，以增加生存概率�！端疂G傳》中的武松打虎便是這一過程的生動(dòng)范例。在某些人群中，過度或反復(fù)的“戰(zhàn)斗-逃跑”反應(yīng)引發(fā)一類稱為創(chuàng)傷后壓力應(yīng)激障礙（PTSD）的疾病。要揭示一類疾病的發(fā)病機(jī)制，往往需要從源頭入手分析。解析引發(fā)“戰(zhàn)斗-逃跑”反應(yīng)的關(guān)鍵神經(jīng)環(huán)路可能是深入分析PTSD發(fā)病機(jī)理的突破口。最近，我們?cè)谶@個(gè)方向上取得了進(jìn)展（Shang et al., 2015,Science）。我們應(yīng)用光遺傳學(xué)等多種技術(shù)手段，在小鼠視覺中樞上丘中鑒定出一條以小清蛋白為生物標(biāo)記物的興奮性神經(jīng)環(huán)路。該環(huán)路直接檢測(cè)視野中逐漸迫近的視覺目標(biāo)，并把這些預(yù)警信息間接傳送給恐懼中樞杏仁核。直接刺激該神經(jīng)環(huán)路，可以特異地引發(fā)強(qiáng)烈的“戰(zhàn)斗-逃跑”反應(yīng)。反復(fù)刺激該神經(jīng)環(huán)路，動(dòng)物出現(xiàn)類似PTSD的核心癥狀。這些結(jié)果為進(jìn)一步深入研究PTSD的發(fā)病機(jī)理奠定了重要基礎(chǔ)。

2. 發(fā)現(xiàn)嗅覺學(xué)習(xí)記憶的關(guān)鍵突觸及分子機(jī)制

學(xué)習(xí)記憶是人類的高級(jí)認(rèn)知功能，這一功能隨著人的衰老而不斷下降。在探明學(xué)習(xí)記憶能力為何因衰老而下降之前，首先要解析學(xué)習(xí)記憶的關(guān)鍵生物學(xué)機(jī)制。我們最近在這個(gè)問題上取得了一些進(jìn)展（Liu et al., 2017,Neuron）。我們應(yīng)用分子遺傳學(xué)和膜片鉗電生理技術(shù)，發(fā)現(xiàn)小鼠的社交學(xué)習(xí)記憶依賴于嗅覺神經(jīng)元釋放的類胰島素生長(zhǎng)因子（IGF1）。這種生長(zhǎng)因子可以誘發(fā)嗅覺神經(jīng)元的突觸可塑性（synaptic plasticity），并參與了嗅覺記憶的形成和維持。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，記憶的形成和維持發(fā)生在海馬和大腦皮層；我們這一研究則指出，記憶的形成可能最早發(fā)生在感覺信息加工的階段。因?yàn)樾嵊X障礙被認(rèn)為是衰老和衰老相關(guān)疾病的早期征兆，所以這一研究為理解學(xué)習(xí)記憶能力為何因衰老而下降提供了重要的線索。

Congping Shang, Aixue Liu, Dapeng Li, Zhiyong Xie, Zijun Chen, Meizhu Huang, Yang Li, Yi Wang, Wei Shen,Peng Cao, A subcortical excitatory circuit for sensory-triggered predatory hunting in mice.Nature Neuroscience22(6):909-920 (2019)Zhengdong Zhao, Zongming Chen, Xinkuan Xiang, Mengna Hu, Hengchang Xie, Xiaoning Jia, Fang Cai, Yuting Cui, Lechen Qian, Jiashu Liu, Yiqing Yang, Xinyan Ni, Wenzhi Sun, Ji Hu,Peng Cao, Haohong Li Wei Shen. Zona incerta GABAergic neurons integrate prey-related sensory signals and induce an appetitive drive to promote hunting.Nature Neuroscience22(6):921-932 (2019)Congping Shang, Zijun Chen, Aixue Liu, Yang Li, Jiajing Zhang, Baole Qu, Fei Yan, Yaning Zhang, Weixiu Liu, Zhihui Liu, Xiaofei Guo, Dapeng Li, Yi Wang,Peng Cao, Divergent midbrain circuits orchestrate escape and freezing responses to looming stimuli in mice.Nature Communications9(1):1232 (2018)Zhihui Liu, Zijun Chen, Congping Shang, Fei Yan, Yingchao Shi, Jiajing Zhang, Baole Qu, Hailin Han, Yanying Wang, Dapeng Li, Thomas Südhof,Peng Cao, IGF1-dependent synaptic plasticity of mitral cells in olfactory memory during social learning.Neuron95: 106u2013122 (2017)Congping Shang, Zhihui Liu, Zijun Chen, Yingchao Shi, Qian Wang, Su Liu, Dapeng Li,Peng Cao, A parvalbumin-positive excitatory visual pathway to trigger fear responses in mice.Science348 (6242):1472-77(2015)Peng Cao, Xiaofei Yang, Thomas Südhof, Complexin Activates Exocytosis of Distinct Secretory Vesicles Controlled by Different Synaptotagmins.Journal of Neuroscience33(4): 1714-27 (2013)Peng Cao, Anton Maximov, Thomas Südhof, Activity-dependent IGF1 exocytosis is controlled by the Ca2+-sensor synaptotagmin 10.Cell145(2): 300u201311 (2011)Yan Yang,Peng Cao,Yang Yang, Shu-Rong Wang, Corollary discharge circuits for saccadic modulation of the pigeon visual system.Nature Neuroscience11: 595u2013602 (2008)Peng Cao,Yong Gu, Shu-Rong Wang, Visual neurons in the pigeon brain encode the acceleration of stimulus motion.Journal of Neuroscience24: 7690u20137698 (2004)Xiaofei Yang,Peng Cao, Thomas Südhof, Deconstructing complexin function in activating and clamping Ca2+-triggered exocytosis by comparing knockout and knockdown phenotypes.PNAS110(51): 20777-82 (2013)Zhiping Pang, Wei Xu,Peng Cao, Thomas Südhof, Calmodulin suppresses synaptotagmin-2 transcription in cortical neurons.Journal of Biological Chemistry285(44): 33930-9 (2010)Zhiping Pang,Peng Cao, Wei Xu, Thomas Südhof, Calmodulin controls synaptic strength via presynaptic activation of calmodulin kinase II.The Journal of Neuroscience30(11): 4132-42 (2010)Daoying Hu,Peng Cao, Edda Thiels, Charleen Chu, Gangyi Wu, Tim Oury, Eric Klann, Hippocampal long-term potentiation, memory, and longevity in mice that overexpress mitochondrial superoxide dismutase.Neurobiology of Learning and Memory87(3): 372-84 (2007)Peng Cao, Yan Yang, Yang Yang, Shu-Rong Wang, Differential modulation of thalamic neurons by optokinetic nuclei in the pigeon.Brain Research1069(1): 159-65 (2006)Quan Xiao,Peng Cao, Yong Gu, Shu-Rong Wang, Visual responses of neurons in the pretectal nucleus lentiformis mesencephali to moving patterns within and beyond receptive fields in pigeons.Brain Behavior and Evolution57(2): 80-6 (2001)