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  • 通过改变细胞表面的组合编码来重新连接嗅觉回路

    在神经系统的发育过程中,神经元之间的精确连接是大脑功能实现的基础。神经元通过复杂的机制寻找并建立与特定靶点的连接,而这一过程依赖于多种细胞表面蛋白(CSPs)的协同作用。尽管已有许多CSPs被发现可以引导轴突到达特定的目标区域,但如何通过这些蛋白质的组合实现神经元之间的精准配对仍是一个未解之谜。为了探索这一问题,科学家们选择在果蝇嗅觉回路中进行实验,研究一种特定类型的嗅觉受体神经元(ORN)与不同类型的突触后神经元(PN)之间的连接如何被重新配置。这项研究揭示了CSPs在神经连接中的核心作用,并展示了通过调整这些蛋白质的表达水平,可以实现神经回路的重构,从而改变神经元的连接模式和行为表现。果蝇

    来源:Nature

    时间:2025-11-21

  • 皮质-基底节回路中的整合器动态机制对灵活的运动时序调控起着关键作用

    在日常行为中,精确而灵活地控制动作的时间是至关重要的。无论是人类的言语交流、驾驶,还是动物的觅食和躲避威胁,这些行为都需要对时间进行精确调控。没有这种能力,行为将局限于即时反应,无法适应复杂的任务需求。研究显示,大脑的前额叶皮层和纹状体在动作开始前表现出逐渐增加的神经活动,这种活动被称为“坡度活动”(ramping activity),其变化的斜率能够预测动作的起始时间。然而,由于前额叶皮层和纹状体具有相似的坡度动态,并且两者都对时间控制行为至关重要,因此区分它们在时间控制中的具体作用仍是一个挑战。为了深入探讨这一问题,研究人员在执行灵活舔水任务的实验中对小鼠进行了扰动实验,并结合多区域神经活

    来源:Nature

    时间:2025-11-21

  • 厌恶感在嗅觉回路中指导突触伙伴的匹配过程

    神经元在发育过程中能够精确地选择其突触伙伴,这一现象在神经系统中具有重要意义。尽管已经知道细胞表面蛋白(CSPs)在发育中的轴突与树突之间的吸引性相互作用对突触匹配起着关键作用,但关于排斥性相互作用在这一过程中的作用仍不明确。本研究通过利用单细胞转录组引导的遗传筛选,发现了三个CSP对,即Toll2–Ptp10D、Fili–Kek1和Hbs/Sns–Kirre,它们在发育中的果蝇嗅觉回路中,介导非伙伴嗅觉受体神经元(ORNs)轴突与投射神经元(PNs)树突之间的排斥性相互作用。这些CSP对在选择性神经元中表现出相反的表达模式,即在某些神经元中高表达,而在其他神经元中低表达。这种表达模式可能为这

    来源:Nature

    时间:2025-11-21

  • 在目标导向行为中,运动皮层活动背后的连接机制

    摘要信息的神经表征受到远距离输入和局部网络相互作用的影响。以往将神经编码与大脑皮层连接性联系起来的研究主要集中在感觉皮层的输入驱动活动中1,2,3。在本研究中,我们观察了小鼠通过多方向舌头动作获取奖励时运动皮层的神经活动。这种行为无需训练,使我们能够在活动受到长期学习影响之前探究其神经编码和连接性。运动皮层的神经元对目标位置和奖励结果具有敏感性,并通常在运动期间及之后产生反应。我们利用全光学方法3,4,5,6评估了体内的神经网络相互作用。对超过2000万个兴奋性神经元对之间的连接性进行绘图后发现,运动皮层第2/3层的结构呈多尺度柱状分布。根据目标位置的敏感性,神经元在局部范围内(小于100微米

    来源:Nature

    时间:2025-11-21

  • 在神经母细胞瘤的细胞和小鼠模型中,表达目标抗原的细胞外囊泡能够提升CAR T细胞的疗效

    CAR T细胞疗法在血液恶性肿瘤中展现出显著的治疗效果,但在实体瘤中的应用却受到多种因素的限制,其中T细胞的持续性不足和肿瘤微环境(TME)的免疫抑制特性尤为关键。针对这一问题,近期的研究揭示了神经母细胞瘤细胞释放的细胞外囊泡(EVs)在增强CAR T细胞疗法中的潜在作用。这些EVs携带肿瘤抗原如糖蛋白Glypican-2(GPC2)和双唾液酸神经节苷脂GD2,并能够激活针对这些抗原的CAR T细胞。通过进一步研究,研究人员发现肿瘤来源和合成来源的GPC2携带EVs可以显著提高CAR T细胞在体外和体内的持续性和抗肿瘤能力,从而为克服实体瘤治疗中的挑战提供了新的思路。神经母细胞瘤是一种高风险的

    来源:Science Translational Medicine

    时间:2025-11-21

  • 靶向补体抑制改善重复性轻度闭合性颅脑损伤的病理与认知结局

    在接触性运动和军事行动中,重复性轻度闭合性颅脑损伤(rmTBI)已成为严峻的公共卫生挑战。这类损伤虽然每次单独看来程度较轻,但长期累积效应可能导致严重的神经退行性病变,如慢性创伤性脑病(CTE)。然而,其背后导致认知障碍的神经免疫机制,特别是补体系统在这一过程中的作用,尚不明确。为了解开这一谜题,Khalil Mallah、Silvia Guglietta和Stephen Tomlinson等研究人员在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上发表了一项开创性研究。他们利用C57BL/6J小鼠,建立了一个重复12次头部撞击的rmTBI模型,并首次深入

    来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

    时间:2025-11-21

  • 由于局部对多巴胺的抵抗而导致的生理功能退化

    摘要重复的经历可能会导致特定行为的疲劳。我们利用果蝇(Drosophila)来研究这种常见的动机变化现象,发现之前的交配行为会使得雄性在面临挑战时更有可能放弃未来的交配行为。研究表明,在交配过程中,多巴胺通过D2样受体(D2R)传递信号,从而增强雄性应对挑战的能力,防止其改变行为。这种激励性的多巴胺信号会抑制负责交配决策的神经元(CDNs)的活动,当交配压力超过某个阈值时,这些神经元会促使雄性中断交配。交配行为的重复会导致D2R在CDNs上的β-阻遏蛋白依赖性脱敏,使其暂时对自然释放或实验性给予的多巴胺产生抵抗。当多巴胺的局部脱敏被阻止时,雄性不会表现出疲劳的迹象,对待每次交配都像第一次一样认

    来源:Nature Neuroscience

    时间:2025-11-21

  • 非纤维状的多元蛋白胶原CLE-1决定了胆碱能突触的特性

    在神经元之间的通信过程中,神经递质受体的精准定位是实现高效神经传递的关键环节。这一过程通常依赖于突触粘附分子在突触前和突触后之间的跨突触相互作用。然而,一些细胞外蛋白通过更为隐晦的机制协调突触前和突触后的分化。在这项研究中,我们发现了一种非纤维状胶原蛋白CLE-1,它属于进化保守的多重素蛋白家族,是维持突触身份的关键决定因素。在果蝇中,CLE-1的同源蛋白在神经突触中发挥重要作用,而其在秀丽隐杆线虫(*Caenorhabditis elegans*)中的作用尚不明确。秀丽隐杆线虫的肌肉细胞被胆碱能和GABA能运动神经元所支配。CLE-1B是运动神经元分泌的一种形式,它在神经肌肉接头(NMJ)中

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-11-21

  • 由致病细菌选择性触发伪狂犬病毒从潜伏状态转为再激活状态的过程

    伪狂犬病毒(PRV)是一种重要的双链DNA病毒,属于疱疹病毒科,其对全球猪群健康构成重大威胁。这种病毒不仅导致猪群出现严重的疾病症状,如呼吸系统疾病、繁殖障碍和死亡,而且近年来在人类中也引发了关注,尤其是在中国,自2017年以来,已报告了31例PRV感染病例,这些病例中出现了严重的脑炎、神经系统后遗症以及死亡。PRV在猪体内可以建立潜伏感染,这种潜伏状态可能在某些条件下被重新激活,从而引发疾病爆发。然而,关于PRV重新激活过程,尤其是与其他病原体共感染的情况,目前的研究仍存在许多未知之处。因此,本研究重点探讨了细菌共感染对PRV重新激活的影响,并进一步揭示了其潜在机制。在猪的免疫系统中,PRV

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-11-21

  • 通过鼻脑途径递送普通小球藻(Chlorella vulgaris)的细胞外囊泡以发挥抗抑郁作用

    本研究聚焦于开发一种新型的鼻腔给药系统,以克服当前抗抑郁药物在血脑屏障(BBB)穿透性差、全身副作用明显以及起效缓慢等局限性。通过将来源于小球藻(*Chlorella vulgaris*)的细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)封装在温敏型海藻酸钠凝胶中,形成一种名为EVs@IN的新型制剂。这种制剂不仅能够显著提升鼻腔黏膜的药物滞留时间,还能通过嗅觉通路实现对海马体的靶向递送,同时减少对肺部的暴露和清除。研究团队在小鼠模型中验证了EVs@IN对抑郁和焦虑样行为的快速缓解效果,并揭示了其在神经炎症调节、抗氧化防御和神经可塑性恢复方面的潜在机制。研究结果表明,EVs@

    来源:Journal of Extracellular Vesicles

    时间:2025-11-21

  • 与自闭症相关的Scn2a单倍基因缺陷会破坏体内的树突信号传导,并影响灵活的决策能力

    重要性SCN2A 是目前已知的最强的自闭症谱系障碍(ASD)遗传风险因素之一。先前的研究使用脑切片发现,该基因的缺失会降低大脑皮层锥体细胞树突的兴奋性。然而,尚不清楚这种情况是否发生在活体大脑中,尤其是在行为过程中。在这项研究中,我们利用激光扫描成像技术发现,Scn2a 缺陷小鼠的树突信号整合能力减弱。在行为表现上,这些小鼠在与计算机对手进行“猜硬币”游戏时无法做出适当调整。此外,Scn2a 缺陷小鼠的树突中的奖励和策略信号也出现了紊乱。总体而言,我们的研究结果为了解神经发育障碍所具有的认知僵化特征提供了新的见解。摘要SCN2A 是一个高度可靠的自闭症谱系障碍风险基因。Scn2a 的功能缺失突

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-11-21

  • 髓鞘再生中前体细胞迁移路径的竞争性程序:从局部限制到长程适应

    大脑,这个人体最精密的器官,拥有令人惊叹的自我修复潜力。当包裹神经纤维的绝缘层——髓鞘,因疾病如多发性硬化症(MS)而受损时,中枢神经系统会启动一个名为“髓鞘再生”的修复过程。然而,这一过程常常效率低下甚至失败,导致神经功能进行性丧失。为什么大脑自带的修复工具包时灵时不灵?问题的关键之一,在于执行修复任务的“工人”——能够分化成新生少突胶质细胞(髓鞘制造者)的前体细胞,能否成功抵达并驻扎在“工地”(脱髓鞘病灶)。以往的研究多聚焦于单个分子或细胞类型,但对整个修复系统的协同与竞争缺乏整体视角。发表在《Brain》杂志上的这篇综述文章,正是为了解答这一系统级难题。研究人员旨在阐明,在应对脱髓鞘损伤

    来源:Brain

    时间:2025-11-21

  • 综述:中枢神经系统的原发性血管炎

    Sushmitha Meghashyam | Fatema J Serajee | Aviraag V Prakash | Denise Altinok | AHM Mahbubul Huq美国密歇根中央大学儿科系,地址:3901 Beaubien St, Detroit, MI 48201原发性中枢神经系统血管炎(Primary Central Nervous System Vasculitis,简称PACNS)是一种罕见的、具有异质性的血管炎症性疾病,仅影响中枢神经系统。最常见的症状包括头痛、局灶性神经功能障碍和认知障碍。不同亚型的PACNS可能表现出不同的临床表现。由于临床、影像学和病理

    来源:Current Opinion in Immunology

    时间:2025-11-21

  • 综述:解码阿尔茨海默病中的血脑屏障功能障碍:多模态MRI和PET成像生物标志物的创新与挑战

    阿尔茨海默病(AD)是一种影响全球的常见神经退行性疾病,它不仅对个人的健康构成严重威胁,还对社会经济体系造成巨大负担。近年来,随着研究的深入,人们逐渐认识到血脑屏障(BBB)功能障碍在AD发病机制中的关键作用。BBB作为大脑中重要的神经血管界面,其结构和功能的改变可能与AD的病理发展密切相关。本文旨在系统回顾当前关于BBB破坏在AD中的病理机制以及在体磁共振成像(MRI)和正电子发射断层扫描(PET)技术的最新进展。BBB是一个复杂的多细胞结构,主要由特殊的内皮细胞、周细胞以及星形胶质细胞的终足组成。它通过选择性分子交换维持大脑的内环境稳定,确保系统循环与神经组织之间的物质交换既有效又安全。这

    来源:Ageing Research Reviews

    时间:2025-11-21

  • PRMT9双等位基因功能丧失变异导致综合征型智力障碍的机制研究

    在神经发育障碍研究领域,智力障碍影响着全球至少1%的人口,其临床和遗传异质性极高。虽然通过全外显子测序等技术已发现超过1000个相关基因,但常染色体隐性遗传的智力障碍基因在远缘婚配人群中仍只占很小比例。近年来研究发现,与纤毛功能障碍相关的基因在智力障碍发病机制中扮演重要角色,已有50多个基因被证实与纤毛病相关的智力障碍有关。在这项发表于《The American Journal of Human Genetics》的研究中,国际合作团队通过对26个家系35例患者的系统性研究,发现蛋白精氨酸甲基转移酶9(PRMT9)的双等位基因功能丧失变异是导致综合征型智力障碍的新病因。PRMT9作为II型甲基

    来源:AJHG

    时间:2025-11-21

  • 综述:相分离、亲合力与润湿调控的自噬

    相分离为自噬提供空间组织框架在拥挤的细胞质中,选择性自噬面临着一个根本性的空间组织挑战:特定的货物(如受损的细胞器、蛋白聚集体)必须被精确识别,并在其表面从头组装一套复杂的 machinery 以启动自噬体的形成。传统的自噬模型虽然详细描绘了信号通路和蛋白质层级结构,但难以解释这一过程如何在三维空间中实现精确的时空协调。近年来,相分离的概念为解决这一难题提供了关键线索。相分离是指蛋白质、RNA等大分子通过多价、弱相互作用发生液-液相分离,形成动态的生物分子凝聚体。这些凝聚体具有独特的物理化学性质,能够将分散的自噬组分浓缩并组织起来,从而将自噬转化为一个高度协调、自我组织的过程。自噬货物主要分为

    来源:TRENDS IN Biochemical Sciences

    时间:2025-11-21

  • 综述:α-突触核蛋白在帕金森病中与抑郁的交汇点

    α-突触核蛋白神经病理学在帕金森病中的作用α-突触核蛋白(α-syn)是一种由SNCA基因编码的14 KDa天然未折叠蛋白,在生理状态下参与突触囊泡运输、内吞/外吐作用以及SNARE复合物的组装,对维持多巴胺能神经元等高频放电神经元的功能至关重要。然而,在帕金森病(PD)中,α-syn发生错误折叠和聚集,形成路易体(LBs)和路易神经突(LNs),成为PD的神经病理学标志。这些聚集体会引发神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍等一系列细胞毒性效应,最终导致神经元死亡。根据Braak分期理论,α-syn病理的传播遵循特定模式:从嗅球和自主肠神经系统开始,经迷走神经背侧运动核(DMV)向上蔓延至中缝核

    来源:npj Parkinson's Disease

    时间:2025-11-21

  • 可植入生物电子器件实现肠道电生理的体内实时监测与肠脑轴调控新突破

    当我们谈论“直觉”或“肠胃不适”时,其实正触及了人体最复杂的神经网络之一——肠道神经系统(Enteric Nervous System, ENS)。这个被称为“第二大脑”的系统,拥有从食管延伸到直肠的庞大神经元网络,不仅能独立调控消化吸收、分泌蠕动等基础功能,更通过肠脑轴(Gut-Brain Axis)与中枢神经系统进行双向对话,影响着从情绪代谢到免疫应答的多种生理过程。然而,由于肠道持续不断的蠕动、在腹腔内的相对位移,以及ENS神经元在肠壁内呈稀疏的神经节丛分布,使得在活体状态下直接捕捉其电活动一直是神经科学领域的重大技术挑战。传统刚性电极无法与柔软曲折的肠道组织保持共形接触,而遗传编码的钙

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-21

  • 左右侧内嗅皮层在路径整合中的功能分化:一项基于非侵入性时间干涉刺激的研究

    空间导航能力是人类智能的关键组成部分,它使我们能够在环境中定位、感知并与之交互。在这一复杂认知过程的神经基础中,内嗅皮层(Entorhinal Cortex, EC)因其含有提供空间度量表征的网格细胞而备受关注。然而,关于EC功能的一个核心问题——其左右半球是否在空间导航中扮演不同角色——长期以来缺乏直接的因果性证据。传统非侵入性脑刺激技术,如经颅电刺激(tES)和经颅磁刺激(TMS),由于穿透深度有限,难以有效靶向位于大脑深部的EC。尽管深部脑刺激(DBS)可以用于人类深部脑区,但其侵入性限制了其在健康人群中的应用。因此,探索EC功能偏侧化的因果关系迫切需要一种能够非侵入性地、精确地调制深部

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-21

  • 基于大脑E-I平衡自适应控制的储层计算性能提升研究

    在大脑皮层中,兴奋性神经元与抑制性神经元之间精密的动态平衡(E-I平衡)是维持正常认知功能的基础。这种平衡一旦被打破,就可能引发从癫痫(过度兴奋)到昏迷(过度抑制)等一系列病理状态。然而,在受大脑启发的人工智能模型——储层计算(Reservoir Computing, RC)中,这种关键的E-I平衡通常被忽视。传统RC模型依赖于随机初始化的固定连接权重,虽然训练效率高,但其性能对控制网络动力学的超参数(如激活阈值、连接强度等)异常敏感,且通常缺乏对E-I平衡的系统性调控。这限制了RC模型的性能与鲁棒性,也阻碍了我们从计算角度深入理解E-I平衡的重要性。为了解决这一问题,并探索动态E-I平衡在人

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-21


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