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皮層神經集群網絡影響決定刺激檢測的神經機制研究
研究背景與目的檢測環境刺激是感覺系統的基本功能。傳統觀點認為,下游神經回路會優先加權高信息神經元以驅動感知決策,但這一假設缺乏因果性實驗驗證。本研究旨在通過光遺傳學擾動結合神經成像,解析小鼠視覺皮層(V1)神經元集群在刺激檢測中的因果作用及潛在解碼策略。實驗方法與設計研究人員訓練小鼠執行對比度檢測任務,利用雙光子鈣成像記錄 V1 第 2/3 層(L2/3)興奮性神經元活動,并通過全息光遺傳學技術特異性激活不同神經元集群。實驗分為視覺敏感集群與隨機集群兩組,分析其對神經活動和行為表現的影響。通過計算視覺敏感性(ROC 曲線下面積 AUC)、選擇選擇性(choice probability)等指標
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吃太甜,不僅導致肥胖還會導致神經退行性疾病
高糖飲食(HSD)對機體代謝和健康會產生深遠影響。既往研究多集中在高糖飲食與肥胖、糖尿病等疾病關聯,而 HSD 如何通過脂肪細胞代謝改變影響其他器官,如大腦,尚不清楚。本研究以果蠅為模型,深入探究 HSD 對脂肪細胞代謝的影響,以及這種代謝改變如何跨器官影響大腦健康,取得系列重要發現。高糖飲食誘發脂肪細胞代謝重編程研究發現,果蠅攝入高糖飲食后,脂肪細胞代謝發生顯著改變。具體表現為糖酵解關鍵酶 HexA、PyK 和 Ldh 表達下調,線粒體丙酮酸攝取減少,脂肪細胞代謝轉向脂肪酸氧化和酮體生成。與此同時,線粒體形態也發生顯著變化,線粒體延長且呈現不規則形狀,線粒體裂變基因 fis1 表達下調,融合
來源:Cell Reports
時間:2025-05-16
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綜述:質膜酸化作用
質膜酸化作用的分子機制與生理意義引言質膜作為細胞與外界環境的動態界面,其pH梯度調控是維持穩態的核心。近年研究發現,細胞外pH(4-9范圍)通過有機染料、熒光蛋白探針等技術實現實時監測,直接影響細胞周期、轉錄、內吞(如GL-Lect途徑)及GPCR信號。例如,生長因子刺激的胞外酸化可觸發質膜去唾液酸化(desialylation),進而調控細胞遷移和骨吸收。pH調控的分子機制質膜pH異質性顯著:質子轉運體(如NHE1、V-ATPase)周圍可形成pH 5.5的納米域。NHE1通過MAPK/RSK通路被EGFR磷酸化激活后,驅動胞外酸化,進而激活最適pH 5.5的神經氨酸酶1/3,去除糖蛋白(如
來源:Current Opinion in Cell Biology
時間:2025-05-16
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綜述:情緒障礙的時間生物學:生物鐘在抑郁癥和雙相情感障礙中的作用
生物鐘與情緒障礙的復雜共舞情緒障礙與生物節律紊亂存在深刻聯系。從季節性情感障礙(SAD)冬季抑郁的周期性發作,到雙相障礙(BD)患者產后誘發的躁狂發作,再到核心時鐘基因CLOCK突變小鼠表現出的躁狂樣行為——這些現象都指向生物鐘系統在情緒調控中的核心地位。1. 潛在機制:基因與環境的多重奏位于下丘腦的超交叉核(SCN)作為生物鐘"指揮家",通過CLOCK、BMAL1、PER等基因構成的轉錄-翻譯反饋環路調控晝夜節律。當這些基因出現變異時——如PER3與早發型BD相關,CRY2影響快速循環型病程——就會導致"樂隊失調"。鋰鹽的治療機制或與此相關:它能延長晝夜節律周期,而療效與RORA、NR1D1
來源:Biological Psychiatry
時間:2025-05-16
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靶向神經元-膠質瘤互作:加巴噴丁通過抑制TSP-1/a2δ-1通路改善膠質母細胞瘤生存期的多中心研究
膠質母細胞瘤(GBM)作為最具侵襲性的腦腫瘤,五年生存率不足10%,傳統療法近三十年進展有限。更棘手的是,這類腫瘤會"劫持"神經環路——通過形成功能性突觸、釋放促突觸因子,將正常神經元活動轉化為促癌信號。其中,血小板反應蛋白-1(TSP-1)通過結合神經元a2δ-1鈣通道促進突觸形成,成為連接神經活動與腫瘤生長的關鍵分子。這一發現催生了癌癥神經科學的新領域,但臨床轉化仍面臨挑戰:現有抗癲癇藥物中,究竟哪些能有效阻斷這種致命對話?其生存獲益是否具有普適性?來自哈佛醫學院與加州大學舊金山分校的研究團隊在《Nature Communications》發表突破性研究。他們通過分析1,072例GBM患者
來源:Nature Communications
時間:2025-05-16
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人類與黑猩猩弓狀束(AF)的研究:揭示語言網絡潛在結構前體
語言是人類區別于其他物種的重要特征之一,但其神經基礎的演化過程卻一直籠罩在神秘的面紗之下。在人類大腦中,弓狀束(arcuate fascicle,AF)被認為是連接語言相關區域的主要纖維束,它連接著額葉和顳葉的語言區域,尤其是上顳回(superior temporal gyrus,STG)和中顳回(middle temporal gyrus,MTG)。其中,AF 與 MTG 的強連接被認為是人類特有的,這一觀點也深刻影響了語言演化的理論。然而,這一傳統認知是否準確?其他靈長類動物是否真的完全不具備類似的神經結構?這些問題一直困擾著科學界,也成為了推動此項研究的關鍵動力。為了揭開這些謎團,德國馬
來源:Nature Communications
時間:2025-05-16
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DDX3X基因突變導致神經元發育性別特異性紊亂的機制研究
神經發育障礙如自閉癥譜系障礙(ASD)和智力障礙(ID)表現出顯著的性別差異,男性發病率高于女性。這種差異背后的生物學機制尚不清楚。X連鎖基因DDX3X作為ASD/ID的主要風險基因,其突變在女性患者中占主導地位,這為研究神經發育的性別差異提供了獨特窗口。DDX3X編碼的RNA解旋酶參與RNA代謝、翻譯調控和液-液相分離(LLPS),但其在神經元性別二態性中的作用機制尚未闡明。美國西奈山伊坎醫學院的研究團隊通過細胞和小鼠模型,系統研究了DDX3X在分子、細胞和行為水平上對大腦發育性別差異的調控作用。研究發現發表在《Nature Communications》上,揭示了DDX3X通過維持女性神經
來源:Nature Communications
時間:2025-05-16
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中國人群路易體癡呆的遺傳風險與血漿生物標志物研究:揭示APOE ε4與USP13基因的關聯及診斷價值
路易體癡呆(DLB)作為僅次于阿爾茨海默?。ˋD)的第二大神經退行性癡呆,其臨床診斷常因與AD、帕金森?。≒D)的癥狀重疊而面臨高誤診率。盡管既往研究揭示了APOE ε4等遺傳風險因素,但相關證據主要來自高加索人群,東亞人群數據嚴重缺乏。同時,血漿生物標志物在DLB早期診斷中的價值尚不明確。針對這一現狀,中南大學湘雅醫院神經內科團隊在《npj Parkinson's Disease》發表了首項針對中國DLB人群的遺傳與血漿標志物整合研究。研究團隊對151例DLB患者和2010名對照進行全基因組測序(WGS),檢測血漿p-tau217、NfL、GFAP和aSyn水平,結合多基因風險評分(PRS)
來源:npj Parkinson's Disease
時間:2025-05-16
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細胞外囊泡介導的自噬和氧化應激相關蛋白失調:來自人 MJD/SCA3 iPSC 衍生神經上皮干細胞及分化神經培養物的研究
在神經退行性疾病的研究領域, Machado - Joseph ?。?MJD ,又稱脊髓小腦性共濟失調 3 型 SCA3 )因其復雜的病理機制和缺乏有效治療手段而備受關注。該病由 ATXN3 基因突變導致 ataxin - 3 蛋白多聚谷氨酰胺(polyQ) tract 擴展,引發蛋白錯誤折疊、聚集及神經元死亡。目前,關于 MJD 中病理因子傳播機制,尤其是細胞外囊泡(EVs)在此過程中的作用知之甚少。而 EVs 作為細胞間通訊的重要媒介,已被證實可攜帶與神經退行性疾病病理相關的分子,因此探究 EVs 在 MJD 中的作用對揭示疾病傳播機制和開發新療法至關重要。葡萄牙科英布拉大學的研究人員針對
來源:Cell Death & Disease
時間:2025-05-16
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靶向5-HT通路緩解納米紫杉醇化療劑量限制性神經毒性的機制與干預策略
化療引發的周圍神經毒性(CIPN)作為劑量限制性副作用,其發生機制長期不明且缺乏有效干預手段。最新代謝組學研究揭示,納米紫杉醇治療會顯著提升癌癥患者和小鼠模型血清中的5-羥色胺(5-HT)水平。深入機制研究發現,該化療藥物能刺激腸嗜鉻細胞(EC)增強5-HT生物合成,而過量的5-HT會通過激活CREB3L3/MMP3/FAS信號通路導致施萬細胞損傷。引人注目的是,5-HT/去甲腎上腺素再攝取抑制劑文拉法辛展現出雙重保護效應——既能有效抑制上述神經毒性信號通路的激活,又不會影響納米紫杉醇的抗腫瘤療效。臨床數據顯示,文拉法辛聯用方案可顯著改善患者CIPN癥狀。這項突破性研究不僅闡明EC細胞源性5-
來源:Neuroscience Bulletin
時間:2025-05-16
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STZ誘導阿爾茨海默病模型中性別依賴的UPR相關鈣結合蛋白基因表達變化
盡管阿爾茨海默病(AD)的病因尚未完全闡明,未折疊蛋白反應(UPR)已被視為多種退行性疾病的核心機制。有趣的是,女性AD發病率略高,但性別是否與胰島素抵抗同為風險因素仍存爭議。研究者采用腦室注射鏈脲佐菌素(STZ)的Wistar大鼠模型,動態觀察了4周和16周時UPR相關蛋白的性別特異性變化。16周時,所有STZ處理大鼠均出現認知缺陷,伴隨海馬區膠質纖維酸性蛋白(GFAP)升高和突觸素減少。但早在4周時,雄性大鼠就獨特性地表現出認知障礙與突觸素降低。分子層面揭示出令人矚目的性別差異:星形膠質細胞中ATF-6樣UPR傳感器OASIS、鈣蛋白酶抑制蛋白calpastatin、鈣蛋白酶-10(cal
來源:Molecular Neurobiology
時間:2025-05-16
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綜述:Notch信號通路:精神障礙的潛在治療靶點
Notch信號通路的核心組成與功能高度保守的Notch信號通路通過細胞間通訊調控后生動物發育過程中的細胞命運決定。經典通路由Notch受體、配體、細胞內效應分子(如CSL家族DNA結合蛋白)及調控分子組成,通過γ-分泌酶介導的受體切割釋放Notch胞內域(NICD),進而激活下游靶基因表達。與精神障礙的病理關聯在自閉癥譜系障礙(ASD)中,Notch通路異常影響神經前體細胞分化和皮質層形成;雙相障礙(BD)患者前額葉皮層顯示Notch1表達失調;精神分裂癥(SCZ)的全基因組關聯分析(GWAS)發現Notch4基因座多態性與疾病風險相關。該通路還通過調節樹突棘密度和突觸長時程增強(LTP)參與
來源:Molecular Neurobiology
時間:2025-05-16
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基于1H NMR代謝組學的缺血性腦卒中肥胖悖論機制及生物標志物探索
缺血性腦卒中(IS)正成為病因撲朔迷離、診療手段匱乏的重大社會健康難題,而肥胖作為現代社會的另一健康隱患,雖與高血壓、糖尿病等卒中風險因素相關,卻表現出令人費解的"肥胖悖論"現象——部分肥胖卒中患者竟呈現更好的預后表現。這項研究通過采集36名健康對照者和32名IS患者的血漿樣本,并進一步區分肥胖與非肥胖亞組,運用基于質子核磁共振(1H NMR)的定量代謝組學技術展開深入探索。研究結果顯示,肥胖狀態本身對代謝譜的影響微乎其微,但提示單純依賴體重指數(BMI)評估肥胖可能存在偏差,腰臀比、腰圍等參數或許能提供更全面評估。更值得注意的是,肥胖對卒中的影響很可能通過代謝健康這一中介變量實現,而非直接致
來源:Molecular Neurobiology
時間:2025-05-16
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色彩選擇性數量適應依賴于彩色信息的自動分類:視覺系統對類別解析能力的新證據
在人類與動物的日常交互中,對數量的感知能力至關重要,比如動物根據對手數量決定戰斗或逃跑,人類選擇資源最多的地點等??茖W家認為,生物體內存在專門量化環境中物體數量的 “視覺數字感” 系統,神經影像學顯示頂葉皮層有對不同數量集合調諧的神經元群體,心理物理學研究也揭示了物體連接成小集合時的低估現象。而感知適應作為研究 “視覺數字感” 的重要工具,其核心現象是:長時間接觸大量刺激后,觀察者會低估后續同位置刺激的數量,反之接觸少量刺激后則會高估,這反映了一種空間選擇性的感知機制,能自發處理視覺場景。然而,近年來該領域出現爭議。以往研究發現,當適應刺激與測試刺激顏色相同時,適應效應強度是顏色不同時的 3
來源:iScience
時間:2025-05-16
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抑制GAPDH聚集作為急性缺血性卒中潛在治療策略的機制與干預研究
急性缺血性卒中(AIS)是全球第二大死亡原因,但現有治療如重組組織纖溶酶原激活劑存在時間窗狹窄等問題。缺血再灌注過程中爆發的氧化/亞硝化應激會觸發神經元死亡,其中GAPDH(甘油醛-3-磷酸脫氫酶)的異常聚集被認為是關鍵機制。這一多功能蛋白在應激條件下通過活性位點Cys-152形成分子間二硫鍵,產生淀粉樣纖維聚集,導致線粒體通透性轉換孔開放和細胞壞死。然而,GAPDH聚集在AIS中的具體作用尚未明確,亟需針對性干預策略。大阪都立大學Hidemitsu Nakajima團隊在《iScience》發表研究,通過構建神經元特異性表達C152A-GAPDH(半胱氨酸152突變為丙氨酸的顯性負效突變體)
來源:iScience
時間:2025-05-16
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光遺傳學激活皮層小膠質細胞促進神經元活動與痛覺過敏
研究背景與目的初級體感皮層(S1)在疼痛定位與辨別中起關鍵作用,其神經元過度活躍和連接重組與慢性疼痛相關。盡管已有研究關注 S1 皮層在疼痛處理中的作用,但皮層小膠質細胞對慢性疼痛的貢獻尚不清楚。本研究利用光遺傳學技術特異性激活 S1 皮層小膠質細胞,探討其在疼痛敏化行為中的功能及機制。光遺傳學激活皮層小膠質細胞誘導疼痛相關行為通過構建 CX3CR1?creER/+?:R26?LSL-ReaChR/+?轉基因小鼠,實現小膠質細胞中紅色激活通道視紫紅質(ReaChR)的表達。光刺激(625 nm,20 Hz)后,小鼠表現出探索行為減少(開放場試驗中不動時間增加、中央區停留時間減少)、超聲 voc
來源:Cell Reports
時間:2025-05-16
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遠程缺血適應誘導半暗帶從易損向耐受表型轉變的蛋白質組學研究
腦卒中(中風)作為嚴重威脅人類健康的重大疾病,其核心病理機制之一是缺血區域周圍 “缺血半暗帶” 的動態演變 —— 這部分腦組織雖因血流中斷處于功能抑制狀態,但尚未完全壞死,存在存活潛力。然而,如何促使半暗帶從易損狀態轉向耐受狀態,從而延長治療時間窗并改善神經功能預后,一直是神經科學領域的關鍵科學問題。傳統治療手段如溶栓和取栓雖能恢復血流,但僅適用于狹窄時間窗內的患者,且可能引發再灌注損傷。因此,探索非侵入性、可延長半暗帶存活期的干預策略具有迫切的臨床需求。在這一背景下,某研究機構的研究人員開展了一項旨在揭示遠程缺血后適應(Remote Ischemic Postconditioning, RI
來源:Experimental Neurology
時間:2025-05-16
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綜述:兼職蛋白在神經發生中的作用
兼職蛋白在神經發生中的作用哺乳動物大腦的復雜性源于有限的基因數量,而兼職蛋白(即同一蛋白在不同細胞區室或類型中執行完全不同功能)是擴展功能多樣性的關鍵。這類蛋白通過寡聚化狀態、翻譯后修飾或結合伴侶(如β-catenin的磷酸化狀態)、細胞類型(如神經干細胞與神經元中DLGAP4的差異功能)或亞細胞定位(如SRF的核質穿梭)實現功能切換,且嚴格定義為需引發不同生物學機制。神經發生中的兼職蛋白β-catenin是經典案例:在WNT通路中作為轉錄共激活因子,在細胞膜則通過結合鈣黏蛋白(cadherin)和α-catenin調控粘附連接(AJs)。其磷酸化狀態決定功能——非磷酸化形式穩定AJs,而磷酸
來源:Current Opinion in Neurobiology
時間:2025-05-16
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綜述:腸內分泌細胞刺激檢測和分泌的分子機制
引言腸內分泌細胞(EECs)是稀疏分布于胃腸道(GI)上皮的感覺細胞,可分泌 20 多種激素響應腸道環境變化,調節膽囊收縮、腸道蠕動、胰島素分泌、飽腹感等過程。如今已知其為多模式感覺細胞,能感知多種營養和非營養信號,本文綜述其檢測和響應腸道刺激的新發現。營養感知EECs 主要通過食物消化代謝物激活 G 蛋白偶聯受體(GPCRs)檢測營養素,升高細胞內鈣和 / 或 cAMP 誘導激素分泌。不同 EEC 亞型表達多種營養感應 GPCRs,如 FFAR1、GPR119 等。脂質:長鏈脂肪酸(LCFA)感應的 FFAR1 高度表達,可引發 GIP 和 GLP-1 分泌;單酰甘油感應的 GPR119 在
來源:Current Opinion in Neurobiology
時間:2025-05-16
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綜述:內感受對情緒的調節
內感受與情緒調節的神經機制:從信號傳遞到行為調控內感受信號的神經傳遞通路外周感覺神經元通過機械感受器、化學感受器和溫度感受器,將內臟器官的感覺信息傳遞至大腦。其中,背根神經節(DRG)神經元通過脊髓將器官信息傳遞至腦,信號經脊髓中繼后可上傳至丘腦、網狀結構和中腦。迷走神經元主要位于結節神經節,其分支分別投射至內臟器官和腦干。近年研究發現,迷走神經元存在多種亞型,如腸道支配的機械敏感 Glp1r?神經元可調節飽腹感和攝食行為,心血管 Npy2r?神經元參與心血管反射,肺部 P2ry1?和 Npy2r?神經元影響呼吸模式。迷走神經元將信號傳遞至腦干的孤束核(NTS),隨后內臟信號進一步傳遞至臂旁核
來源:Current Opinion in Neurobiology
時間:2025-05-16