海马是哺乳动物大脑中的重要结构。海马中不同类型神经元与其上下游神经元通过突触连接建立诸多神经网络结构,这些错综复杂的神经网络结构正是海马在学习、记忆、认知及情绪等行为中发挥功能的重要结构基础。近年来,基于工具病毒的细胞类型特异性神经环路示踪技术已成为当前神经环路结构解析的重要手段。然而受限于部分病毒示踪工具的工作特性,目前海马神经环路结构研究尚存在突触连接信息不明确、连接关系不具备细胞类型特异性以及获取的环路信息有限等问题。因此如何针对性地优化工具病毒技术,并将优化后的工具病毒合理应用于海马中特定类型神经元的结构环路解析已成为目前重要的研究方向之一。首先以提高工具病毒系统的工作效率为实验目的,设计了工具病毒逆向跨单级突触示踪系统的优化策略,建立了新型高效逆向跨单级突触示踪系统,并在初级运动皮层评估了该系统在全脑范围追踪单级输入网络的工作效率。现有的逆向跨单级突触示踪系统由两种重组型腺相关病毒（recombinant adeno-associated virus,r AAV）和一种复制缺陷型狂犬病毒（rabies virus,RV）组成,用于追踪目标脑区特定类型神经元全脑范围单级输入网络。因不同病毒竞争现象的存在,两种r AAV共同感染细胞效率有限,导致该系统跨突触追踪效率不够理想,所获单级输入信息少于实际存在的神经输入网络信息。通过改进r AAVs辅助病毒的包装方式,由原先的两种质粒分别独立进行病毒包装更新为将两种目的质粒预先混合后再完成病毒集合包装。相较于现有逆向跨单级突触示踪系统,优化后的系统可以显著性提高RV在全脑范围的跨突触标记效率,对40%以上的上游脑区中的标记效率实现10倍以上的提高。将已成功优化的新型高效逆向跨单级突触示踪系统应用于背侧海马CA1（dorsal CA1,d CA1）和腹侧海马CA1（ventral CA1,v CA1）投射神经元全脑单级输入网络的解析中。现有d CA1和v CA1输入网络数据主要来自传统化学示踪剂和广谱启动子r AAV的示踪结果,存在上游细胞无法计量、下游细胞类型不明确等问题。针对以上问题选用扩散范围更局限的r AAV血清型,应用优化后的逆向跨单级突触示踪系统结合转基因品系小鼠,系统地解析了小鼠d CA1和v CA1投射神经元的全脑范围单级输入神经网络,并从神经连接强度和上游脑区输入细胞的分布模式等多个角度进行了定量对比分析。发现d CA1和v CA1投射神经元与诸多共同上游脑区连接强度差异显著,两者的上游神经元在海马各亚区内的分布表现不同的拓扑学特征,此外海马外的诸多上游脑区如基底外侧杏仁核等仅与v CA1投射神经元建立特异性连接关系。以上逆向跨单级突触环路示踪工作的实现建立在特定类型神经元对应的转基因动物基础上,而海马中尚有部分类型神经元因暂未有特定的分子标记物,无法实现转基因小鼠的构建。如何利用工具病毒为目前尚不能通过特定转基因小鼠进行特异性标记的目标神经元提供标记策略,从而为他们神经结构连接的解析提供技术支持,也是目前值得关注的问题。海马齿状回（dentate gyrus,DG）苔藓细胞就是这类神经元的其中一员。现有的转基因动物无法满足苔藓细胞特异性信息的高精度获取。仍需借助电生理记录等其他技术的筛选才可以在细胞水平特异性提取苔藓细胞结构和功能信息。因此基于不同血清型r AAV的感染特性和苔藓细胞的投射特征,建立多病毒组合的标记系统对小鼠海马苔藓细胞进行特异性标记。有效地实现了仅依靠不同病毒定位注射就特异性标记海马DG不同亚区（背侧海马DG区和腹侧海马DG区）苔藓细胞的目的。并基于以上苔藓细胞的病毒标记策略,结合标记起始细胞更局限的工具病毒,对小鼠背侧海马单侧DG苔藓细胞的单级输入网络进行了特异性追踪。综上所述,通过开发多种可用于海马特定细胞类型神经元结构网络解析的病毒工具,获得海马CA1投射神经元全脑单级输入网络信息可以为后续进一步探究d CA1和v CA1参与不同功能的神经网络机制提供结构依据。苔藓细胞特异性标记及其上游输入网络结构解析的实现为后续进一步研究苔藓细胞的结构网络以及相关功能提供新方法。而在此过程中所建立的新型逆向跨单级突触示踪系统和细胞特异性标记系统为后续解析海马特殊类型细胞的特异性单级输入神经环路提供了新的思路。