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揭秘胃癌与感觉神经元 “暗通款曲”:开辟肿瘤治疗新靶点
摘要已有研究表明,癌细胞能够利用神经元来调节自身的存活和生长,其中包括在中枢神经系统内建立神经回路<a data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="Zeng, Q.等人,《突触邻近性使NMDAR信号传导促进脑转移》,《自然》573卷,526 - 531页(2019年)" href="#ref-CR1" id="ref-link-section-d21553810e637">1</a>,<
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新发现!PPP2R5C变异揭示侯格 - 扬森斯综合征新亚型,解锁神经发育疾病关键密码
摘要导致蛋白磷酸酶 2A(PP2A)功能障碍的致病性变异会引发轻度至重度的神经发育迟缓。PP2A 是由催化(C)亚基、支架(A)亚基和底物结合 / 调节(B)亚基组成的三聚体,由 19 种不同的基因编码。PPP2R5D(B56δ)或PPP2R1A(Aα)中的新生错义变异,以及PPP2CA(Cα)中的新生错义变异和功能丧失变异,分别会导致具有重叠表型特征的综合征,即 1 型、2 型和 3 型侯格 - 扬森斯综合征(HJS)。在此,我们描述了 HJS 谱系中的另一种病症,涉及 26 名携带PPP2R5C变异的个体,该基因编码调节性 B56γ 亚基。大多数变异是新生的,且为错义变异类型。临床特征与
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肠道微生物与脑部炎症的神秘纽带:中风后AHR配体失衡的修复策略及其潜在治疗意义
在全球范围内,中风是导致死亡和长期残疾的主要原因之一。每年约有80万人经历新发或复发性中风,其中缺血性中风最为常见,占所有中风病例的大部分。这种疾病的发生与大脑血液供应减少有关,通常是由于血栓形成或栓塞引起的。尽管现代医学在中风的急性期管理方面取得了显著进展,例如血管内血栓切除术和静脉溶栓药物(如阿替普酶和替奈普酶)的应用,但这些治疗手段仅适用于不到10%的中风患者。此外,中风后的功能恢复不佳,给患者的生活质量带来严重影响,并增加了社会和经济负担。近年来,科学家们逐渐认识到肠道微生物群及其代谢产物在中风后免疫反应中的重要作用。特别是,色氨酸代谢途径中的芳香烃受体(AHR)通路在调节免疫功能和炎
来源:Nature Communications
时间:2025-02-20
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解密PrRPR受体信号传导机制:G蛋白偶联选择性的结构基础与生理功能
研究背景与意义神经肽作为调控生理功能的关键信号分子,其受体机制一直是生命科学的研究热点。其中,C端具有Arg-Phe-NH2(RF-amide)特征的肽类家族(如PrRP、NPFF等)通过激活G蛋白偶联受体(GPCR)参与摄食、能量代谢和疼痛调节等过程。然而,这类受体如何识别配体并选择特定G蛋白通路(如Gq/11或Gi/o)的分子机制长期未明,限制了靶向药物的开发。研究机构与方法香港中文大学(深圳)科比尔卡创新药物发现研究所的研究团队在《Cell Reports》发表研究,通过冷冻电镜技术解析了PrRP31-PrRPR-Gq(3.06 Å)和PrRPR-Gi(3.31 Å)复合物结构,结合纳米
来源:Cell Reports
时间:2025-02-20
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基于物理信息神经网络(PINNs)的非线性电报方程求解:多边界条件下的深度学习新方法
在工程与科学领域,非线性电报方程犹如一位"多面手",从电磁波传输到量子力学都能见到它的身影。这个描述电流电压关系的偏微分方程(PDE),传统解法常在高维、非线性场景下"捉襟见肘"。特别是面对Dirichlet、Neumann和Periodic等复杂边界条件时,现有数值方法往往陷入"维度灾难"或稳定性困境。更棘手的是,多数机器学习方法如普通人工神经网络(ANN)缺乏物理约束,导致预测结果可能违背基本物理定律。这种"物理失真"现象促使Alemayehu Tamirie Deresse团队探索将物理规则"编码"进神经网络的创新解法。针对这一挑战,研究人员开发了物理信息神经网络(PINNs)框架。该技
来源:BMC Research Notes
时间:2025-02-20
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脑干CCK神经肽能神经元:连接神经体液轴与饱食感的关键枢纽
在进化长河中,饥饿感确保生物体获取足够能量,但何时停止进食同样关键。这项突破性研究通过空间分辨单细胞表型分析技术,精准描绘了脑干背侧中缝核(DRN)中一类独特的神经肽能神经元群体。这些表达胆囊收缩素(CCK)的神经元如同精密传感器:既能实时追踪从食物呈现到吞咽的每个进食动作,又能整合瘦素等慢速作用的体液信号。研究发现,DRN-CCK神经元通过内置延迟机制产生持续性的餐终止信号,其激活可双向调节进食量。这些细胞装备了全套代谢感受器,包括胰岛素受体和GLP-1R等,构成复杂的多环路负反馈网络。特别引人注目的是,它们通过"每口计数"机制,将瞬时摄食信号转化为持续数分钟的抑制性输出。该研究不仅揭示了D
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HypoxyStat:一种提升氧 - 血红蛋白亲和力的小分子低氧疗法,为线粒体疾病治疗带来新希望
线粒体,这个细胞中的 “能量工厂”,一旦出现故障,就会引发一系列棘手的线粒体疾病。其中,Leigh 综合征作为一种常见的儿科线粒体疾病,严重影响着患者的健康。此前研究发现,线粒体疾病会打破体内氧气供需平衡,导致组织内氧气过多,就像一个原本正常运行的氧气循环系统出现了堵塞,氧气在组织中堆积。在 Ndufs4 基因敲除(KO)小鼠这个线粒体疾病的重要动物模型中,这种氧气失衡的情况尤为明显。为了应对这一难题,研究人员尝试利用吸入性低氧疗法来调节组织内的氧气水平,并且取得了一定成效,能显著延长 Ndufs4 KO 小鼠的寿命,甚至还能在疾病晚期逆转神经损伤。然而,这种气体疗法在实际应用中困难重重,比如
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解析人类与黑猩猩神经发育过程中人类加速区域(HARs)的三维相互作用组:解锁大脑进化密码
人类加速区域(HARs)在人类大脑进化中有所涉及,但目前对其控制的基因和通路了解不足,阻碍了对其功能的认知。在此研究中,研究人员鉴定出人类和黑猩猩神经干细胞(NSCs)中 1590 个 HARs 及其直系同源物的 2963 个保守基因靶点。这些保守基因靶点富含神经发育功能,在人类 NSC(hNSC)和黑猩猩 NSC(cNSC)以及人类与非人类灵长类大脑的差异表达基因(DEGs)中显著富集。物种特异性基因靶点则未集中于任何特定功能,在 DEGs 中也未富集。HARs 的靶点在人类胎儿大脑的特定细胞类型中表达,比如与大脑皮层扩张相关的外层放射状胶质细胞。研究结果表明,HARs 影响大脑进化是通过改
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Distinct mismatch-repair complex genes set neuronal CAG-repeat expansion rate to drive selective pathogenesis in HD mice:揭示亨廷顿病发病机制的关键研究
亨廷顿病(Huntington’s disease,HD)是一种令人棘手的神经退行性疾病,主要在成年发病,无情地持续进展,目前还没有有效的治疗方法来改变疾病进程。它是由亨廷顿蛋白(Huntingtin,HTT)基因外显子 1 中的 CAG 重复序列扩增引起的,患者体内 CAG 重复序列通常在 40 次及以上,且重复次数与运动疾病诊断年龄呈负相关 。HD 的神经病理学特征十分显著,纹状体中等棘状神经元(medium-spiny neurons,MSNs)和皮质锥体神经元(cortical pyramidal neurons,CPNs)会选择性地大量退化,同时伴有星形胶质细胞增生,而且在受影响的神
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Male-male 竞争如何塑造果蝇配偶选择:神经机制与行为学启示
在奇妙的动物世界里,求偶行为一直是个充满奥秘的话题。就拿果蝇来说,它们的求偶过程看似简单,实则暗藏玄机。在自然环境中,果蝇常常聚集在发酵的水果上,这里可是个 “恋爱战场”,一只雌果蝇往往会被多只雄果蝇追求。以往的研究表明,在果蝇的求偶过程中,雄果蝇会通过复杂的行为展示来吸引雌果蝇,其中求偶歌曲被认为是关键因素,它能 “魅惑” 雌果蝇,促使其接受交配。然而,在这热闹的求偶场景背后,仍有许多未解之谜。比如,雌果蝇在面对多个追求者时,究竟是如何做出选择的?雄果蝇之间的竞争又对雌果蝇的选择产生了怎样的影响?这些问题就像一团团迷雾,笼罩着果蝇求偶行为的研究领域。为了揭开这些谜团,来自美国洛克菲勒大学(T
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重大发现!小鼠海马体至内嗅皮层双反馈通路,解锁记忆编码与回忆的神经奥秘
摘要我们的大脑将感官、认知和内部状态信息与记忆进行整合,以提取与行为相关的信息。皮层 - 海马体之间的相互作用可能在这种信息交互中发挥着介导作用,但其潜在的神经回路机制仍不明确。与内嗅皮层到海马体的神经通路不同,我们对海马体到皮层的反馈回路的结构和功能了解甚少。在本研究中,我们在小鼠身上发现了两条功能不同的并行海马体到内嗅皮层的反馈通路:一条是通过第 5 层的经典双突触通路,另一条是直接投射到第 2/3 层的新型单突触通路。回路映射显示,海马体的输入主要在第 5 层引发兴奋,但在第 2/3 层引起前馈抑制。当与皮层第 1 层的输入反复配对时,海马体在第 5 层的输入会发生同突触增强,而在第 2
来源:Nature Neuroscience
时间:2025-02-19
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Molecular signature of primate astrocytes reveals pathways and regulatory changes contributing to human brain evolution:探索灵长类星形胶质细胞演化奥秘,解锁人类大脑进化密码
大脑,这个人体最神秘的器官,蕴含着无数的奥秘,其进化历程更是科学界关注的焦点。星形胶质细胞(astrocyte)在大脑中起着至关重要的作用,它不仅支持血脑屏障,维持细胞外环境的稳定,还参与神经递质的代谢,对突触的形成、活动和消除都有影响,进而调控大脑的高级功能。然而,目前关于灵长类动物中星形胶质细胞的演化机制仍存在诸多疑问。比如,虽然知道星形胶质细胞在动物进化过程中发生了显著变化,人类的星形胶质细胞比啮齿动物和其他灵长类动物更大、更复杂,但基因表达变化与星形胶质细胞形态和功能的进化调控之间有怎样的联系?胎儿星形胶质细胞转录组在灵长类中的变化情况如何?人类与非人类灵长类(NHP)的星形胶质细胞调
来源:Cell Stem Cell
时间:2025-02-19
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神经干细胞静息与激活的动态平衡受其后代细胞反馈调控的机制及其在稳态与再生中的作用
在成年小鼠脑室下区的神经干细胞(NSCs)微环境中,研究者绘制了由多种微环境细胞诱导的NSCs功能性钙离子(Ca2+)响应时空图谱。通过深度学习模型成功预测了NSCs与特定微环境细胞的互作模式,首次揭示其快速增殖的后代细胞——瞬时扩增细胞(TAPs)通过直接反馈机制抑制NSCs活化。有趣的是,NSCs的突起会包裹TAPs,并在接触位点形成由ephrin(Efn)信号介导的Ca2+活性热点。当干扰Efn信号或清除TAPs时,NSCs的Ca2+特征谱发生改变,导致干细胞激活。更令人振奋的是,通过光遗传学手段在体调控Ca2+动态可阻断NSCs活化进程,从而阻止微环境补充。这项研究阐明了TAPs向NS
来源:Cell Stem Cell
时间:2025-02-19
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Piezo2在Runx3/PV感觉神经元中的作用:调节脂肪组织棕色化与代谢稳态
系统代谢通过调节产热脂肪组织的器官间对话来维持能量稳态。与交感神经系统的诱导作用不同,确保能量储存的抑制信号尚不清楚。本研究通过靶向runt相关转录因子3(Runx3)/副肌钙蛋白(PV)感觉神经元,发现其在独立遗传小鼠模型中表现出减少体脂、增加胰岛素敏感性和葡萄糖耐受性的系统代谢表型。在PV感觉神经元中敲除机械感受器Piezo2可重现该表型,保护机体免受高脂饮食诱导的肥胖,并促进脂肪组织棕色化和米色化,这可能是由于去甲肾上腺素水平升高驱动的。研究发现棕色和米色脂肪组织由表达Piezo2的Runx3/PV感觉神经元支配,表明机械信号通过感觉神经元中的Piezo2感知,保护能量储存并防止系统性高
来源:Cell Metabolism
时间:2025-02-19
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狨猴与人类时间预期的全球到局部影响:揭示共通机制与研究意义
狨猴正迅速成为研究认知神经基础以及模拟人类认知障碍的实验模型,但它们的许多心理属性仍有待研究。人类在判断已过时间时,会隐性地利用先验信息预测未来事件,减少感知和决策的不确定性。一种有影响力的时间预期模型是危险率模型(hazard rate model),它假定在事件尚未发生的情况下,未来发生该事件的可能性。研究表明,经过反应时间任务训练的狨猴,能习得符合全局任务结构的危险率预期模型。该模型在学习过程中逐渐形成,且意外地会持续受局部偶然因素影响,试验时长对反应的序列效应就是证明。全局和局部任务结构的综合效应,可用多元回归模型很好地描述,也能通过危险函数的贝叶斯更新(Bayesian updati
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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综述:人类用手习惯的遗传学:微管及其他机制
Ontogenesis of handedness用手习惯(即偏好使用左手或右手完成精细动作的行为不对称性)是人类最广泛研究的功能性偏侧化现象。全球约10.6%人群为左利手,另有部分表现为混合用手(mixed-handedness)。临床研究发现,精神疾病患者中混合用手比例显著增高,提示其作为神经发育异常的潜在标志物。Twin and other heritability studies on handedness双生子研究证实用手习惯具有25%的遗传力(heritability),工业化与非工业化社会存在显著差异(h2=0.20 vs 0.56)。环境因素(如母乳喂养)影响微弱(pseudo
来源:TRENDS IN Genetics
时间:2025-02-19
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黑猩猩脑图谱揭示与人类相比独特的连接性和基因表达谱:洞察大脑进化奥秘
在探索人类大脑进化的征程中,黑猩猩一直是极为关键的研究对象。作为人类现存最亲近的灵长类亲戚,黑猩猩与人类在约 6 - 8 百万年前拥有共同祖先。尽管黑猩猩大脑体积仅约为人类的三分之一,但在神经解剖和认知功能方面却与人类存在诸多相似之处,比如都具备社会行为、工作记忆以及使用工具的能力。这使得黑猩猩成为研究人类进化的理想参照。然而,当前研究面临诸多挑战。一方面,虽然神经成像技术在定量比较黑猩猩与其他灵长类动物大脑结构方面取得进展,但仅依靠皮层形态变化无法充分解释进化适应性,尤其是在联合皮层区域。另一方面,研究大脑进化需要从遗传角度深入探究,因为分子机制可能驱动物种间大脑连接的差异,进而揭示灵长类认
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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综述:内质网(ER)蛋白质降解:ER相关降解与ER自噬的作用
内质网蛋白质量控制的双重防线内质网作为真核细胞重要的蛋白质合成工厂,其质量控制机制直接决定细胞命运。近年研究发现,ER相关降解(ERAD)和ER自噬(ER-phagy)构成内质网蛋白质量监控的双重防线:ERAD通过泛素-蛋白酶体途径降解错误折叠蛋白,而ER-phagy则通过溶酶体清除受损的ER片段。其中SEL1L-HRD1复合物作为ERAD最保守的分支,能特异性识别跨膜区错误折叠蛋白,其基因变异与多种遗传性疾病显著相关。分子机器的精密协作SEL1L-HRD1复合物包含E3泛素连接酶HRD1和适配蛋白SEL1L,通过内质网相关降解(ERAD)途径将错误折叠蛋白逆向转运至胞质进行蛋白酶体降解。研究
来源:TRENDS IN Cell Biology
时间:2025-02-19
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Cyclase-Associated Protein:神经元中肌动蛋白调控与脑部疾病关联的关键因子 —— 探索其多元功能与潜在意义
在细胞生物学和神经科学的研究领域中,肌动蛋白(actin)的动态调控对细胞的正常生理功能至关重要,尤其在神经元的发育和功能维持方面。环化酶相关蛋白(Cyclase-Associated Protein,CAP)作为肌动蛋白动态调节的关键角色,其重要性逐渐被认知。然而,在过去,尽管 CAP 对肌动蛋白的调节作用有所研究,但它在神经元中的具体功能却一直是个谜。而且,与其他熟知的肌动蛋白调节因子(如 cofilin、Arp2/3 )相比,人们对 CAP 在细胞和生理层面的功能了解甚少。特别是在脊椎动物中,CAP 家族有两个成员(CAP1 和 CAP2),它们在大脑中的表达模式及功能存在差异,并且其功
来源:TRENDS IN Cell Biology
时间:2025-02-19
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注意力聚焦记忆内容可提升人类前颞叶单神经元放电序列保真度:大脑记忆编码的新发现
注意力有助于优先处理与当前目标相关的信息。例如,注意力可通过调节所关注项目的低层次特征的神经活动,增强感觉处理。注意力还能对记忆内容进行优先级排序,帮助人们记住某些信息,忽略其他信息。在此,研究注意力对人类前颞叶(ATL)神经元放电的时间序列有何影响。这些放电序列代表更高级的语义信息,在参与者处理和记忆单词时反复、稳定出现。研究结果显示,为记忆而对单词进行优先级排序的注意力,能提高这些放电序列的一致性。此外,回溯提示单词会引发这些序列的重放。因此,研究数据表明,关注语义内容的记忆优先级,可能改善前颞叶语义信息的神经放电表征的时间组织。
来源:Current Biology
时间:2025-02-19