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  • TDP-43 核定位调控新机制:C 末端低磷酸化的关键作用

    在神秘的神经世界里,一场关于蛋白质的 “异常聚会” 正在悄然上演。肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆(FTLD)等神经退行性疾病,一直是医学领域难以攻克的难题。这些疾病中,TDP-43 蛋白就像脱缰的野马,不再乖乖待在细胞核中履行正常的 mRNA 加工职责,而是跑到细胞质中形成聚集体,导致细胞核中 TDP-43 数量减少,进而引发一系列病理反应,严重影响神经系统功能。目前,对于 TDP-43 在细胞质和细胞核中水平的调控机制,科学界仍知之甚少,这就像一团迷雾,笼罩着神经退行性疾病的研究道路。为了驱散这团迷雾,来自法国巴黎萨克雷大学(Université Paris-Saclay)等机构的研

    来源:Communications Biology

    时间:2025-01-29

  • 综述:P4-ATPases的底物、调控、细胞功能及疾病关联

    P4-ATPases:膜脂质翻转的分子机器与疾病枢纽Substrates, regulation, cellular functions, and disease associations of P4-ATPases作为P型ATP酶超家族的关键成员,P4-ATPases通过将膜脂质从细胞外叶(exoplasmic leaflet)翻转到胞质叶(cytoplasmic leaflet),维持着生物膜脂质不对称性这一生命活动的基础特征。人类基因组编码14种P4-ATPases,按进化可分为P4A、P4B、P4C三个分支,其功能缺陷与肝胆疾病、神经退行性疾病、癌症等多种病理过程密切相关。β-subu

    来源:Communications Biology

    时间:2025-01-29

  • 基于深度学习的混凝土裂缝宽度评估与自愈合进程监测数据集开发

    混凝土结构的裂缝监测是土木工程领域的核心挑战,尤其在桥梁、隧道等关键基础设施的健康评估中,毫米级裂缝的精准量化直接关系到结构安全性。传统人工检测方法效率低下且主观性强,而现有图像处理技术受限于光照条件、表面湿度等因素,难以实现多阶段自愈合进程的连续监测。更棘手的是,自愈合材料在裂缝中的不均匀沉积会导致边缘模糊化,使得自动检测算法的准确率大幅降低。针对这些技术瓶颈,波兰克拉科夫AGH大学土木与岩土工程系(AGH University of Krakow, Department of Civil & Geotechnical Engineering and Geomechanics)的Ja

    来源:Scientific Data

    时间:2025-01-29

  • 揭示岛叶前后回路介导雄性小鼠条件性免疫反应机制,助力脑免疫稳态研究

    大脑为保护机体免受感染,进化出协调行为和免疫反应的能力。条件性免疫反应(CIR)是一种巴甫洛夫条件反射,当感觉(如味觉)刺激与免疫调节剂配对后,再次体验该味觉时会引发厌恶行为和预期免疫反应。虽然味觉及其效价在前岛叶皮层表征,免疫反应在后岛叶表征,且岛叶对 CIR 至关重要,但 CIR 的精确神经回路仍不明确。在此,研究表明连接前岛叶和后岛叶(aIC–pIC)的双向回路介导了雄性小鼠的 CIR。恢复这种关联的行为维度需要 aIC 到 pIC 神经元的活动,而调节预期免疫维度则需要双向投射。这些结果揭示了经验塑造感觉内部表征与免疫系统之间相互作用的机制。此外,新发现的岛叶内回路有助于维持依赖于大脑

    来源:Nature Neuroscience

    时间:2025-01-28

  • 深度学习驱动的全脑神经元亚群三维定位:突破性ACE管道在光片显微镜超大数据分析中的应用

    神经科学研究长期面临一个关键挑战:如何在全脑尺度上精确绘制神经元亚群的激活模式。传统的光片荧光显微镜(LSFM)和CLARITY、iDISCO等组织透明化技术虽然能产生万亿体素(teravoxel)级的三维数据,但现有分析工具如ClearMap和Cellfinder存在明显局限。这些工具要么依赖预定义的脑图谱区域(ROI)进行统计分析,可能掩盖亚区域特异性变化;要么采用基于二维的细胞检测算法,难以准确评估三维结构变化;更关键的是,传统图像处理方法需要专家干预调参,在跨实验数据上表现不稳定。多伦多大学等机构的研究团队在《Nature Methods》发表的这项研究,开发了名为ACE(人工智能驱动

    来源:Nature Methods

    时间:2025-01-28

  • 空间多组学技术spatial-Mux-seq实现组织内染色质特征、转录组与蛋白质的多模态同步解析

    细胞表型与功能状态受到基因组(genome)、表观基因组(epigenome)、转录组(transcriptome)、蛋白质组(proteome)和代谢组(metabolome)多层级分子网络的精密调控。虽然空间组学技术已实现组织原位研究,但传统方法仅能捕获1-2种模态,严重限制了对细胞身份的全面解析。这项突破性研究推出的spatial-Mux-seq技术,犹如给细胞装上了"分子全景相机"——在组织尺度且单细胞分辨率下,同步捕捉两种组蛋白修饰(如H3K27ac1)、染色质开放状态(ATAC-seq原理)、全转录组表达谱以及定制化蛋白质panel的五维数据。研究人员将其应用于小鼠胚胎和大脑皮层,

    来源:Nature Methods

    时间:2025-01-28

  • 解析人类剪接准确性的奥秘:衰老与疾病背后的关键机制

    在生命的微观世界里,基因表达就像一场精密的交响乐演奏,而 RNA 剪接则是其中至关重要的乐章编排者。RNA 剪接是指从信使 RNA(mRNA)前体中切除内含子,并将外显子连接在一起形成成熟 mRNA 的过程。在人类中,约 95% 的多外显子基因会进行可变剪接(Alternative Splicing,AS) ,即不同的外显子组合被剪接进入最终的 mRNA,产生多种由同一基因编码的 RNA 结构。然而,这场编排有时会出现 “失误”,剪接过程中的不准确现象可能在衰老和疾病中扮演重要角色。但一直以来,从内含子水平、跨多种组织和大量人类样本的角度,在年龄、神经退行性变以及重要 RNA 结合蛋白(RBP

    来源:Nature Communications

    时间:2025-01-28

  • GPX 调控通过 PSR-1 凝聚促进损伤后轴突融合与功能恢复,为神经损伤治疗带来新希望

    在神经科学领域,中枢神经系统(CNS)损伤往往会导致患者终身残疾,恢复受损神经的功能是医学研究的重要目标。轴突融合作为一种高效的神经修复机制,在多种生物中都有发现,比如秀丽隐杆线虫。然而,尽管经过了多年研究,轴突融合究竟是如何被诱导和调控的,仍然是一个未解之谜。这一知识空白严重限制了神经损伤治疗方法的发展。为了深入探究轴突融合的奥秘,来自美国德克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心(University of Texas Health San Antonio)的研究人员开展了一系列研究,相关成果发表在《Nature Communications》上。研究人员运用了多种关键技术方法。在动物模型方面,利

    来源:Nature Communications

    时间:2025-01-28

  • NIRS-BIDS:为近红外光谱(fNIRS)数据共享与研究开辟新路径

    在神经科学研究领域,功能近红外光谱(functional near - infrared spectroscopy,fNIRS)作为一种新兴的神经成像技术,正逐渐崭露头角。它凭借非侵入性、便携、成本较低等诸多优势,在脑功能研究中得到越来越广泛的应用。fNIRS 通过测量大脑组织中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度的变化,来反映大脑皮层的血流动力学活动,进而探究大脑功能。想象一下,在一个安静的实验室里,研究人员将一些小巧的设备放置在参与者的头皮上,这些设备发射出近红外光,就能 “窥探” 大脑内部的活动,是不是很神奇?然而,fNIRS 的发展并非一帆风顺。随着研究的深入,一个棘手的问题逐渐凸显出来:由

    来源:Scientific Data

    时间:2025-01-28

  • 基于深度学习的全身MRI肿瘤识别模型在1型神经纤维瘤病恶性转化早期筛查中的突破性应用

    在遗传性肿瘤疾病领域,1型神经纤维瘤病(NF1)因其全身性肿瘤分布特性成为诊断难题。这种发病率1/2500-1/3000的常染色体显性遗传病,最危险的并发症是丛状神经纤维瘤(PNF)恶变为恶性外周神经鞘瘤(MPNST),后者五年生存率仅约63%。传统诊断依赖"疼痛、质地硬化、快速生长"等主观症状,且功能性MRI(fMRI)在基层医院难以普及。更棘手的是,不同于乳腺癌等固定部位肿瘤,NF1肿瘤可遍布全身,导致现有AI模型因背景异质性难以准确识别。上海第九人民医院联合国内六家医疗中心,在《npj Digital Medicine》发表了一项开创性研究。团队收集347例患者3150张T2加权MRI图

    来源:npj Digital Medicine

    时间:2025-01-27

  • 基于搏动性颅骨扩张波形的机器学习无创颅内压估计研究:开启神经重症监护新篇

    在神经医学领域,大脑就像一个神秘的 “小宇宙”,而颅内压(Intracranial Pressure,ICP)则是这个 “小宇宙” 内的重要 “气象指标”。正常情况下,颅内各个腔室的体积保持平衡,ICP 也处于稳定状态,这对维持大脑的正常功能和血液供应极为关键。一旦 ICP 升高,就如同 “小宇宙” 内刮起了风暴,会减少脑血流灌注,破坏脑血流调节,严重威胁患者的生命健康。目前,ICP 监测的金标准是有创方法,需要将探头置入脑室或脑实质。这种方法虽然精准,但操作过程就像一场 “高难度手术”,需要专业人员操作,成本高昂,还伴随着感染、出血等风险。为了寻找更安全、便捷的监测方法,医学研究者们不断探索

    来源:npj Digital Medicine

    时间:2025-01-27

  • D1 多巴胺受体拮抗剂:治疗溶酶体贮积症中自闭症样行为的新希望

    在神秘的人体微观世界里,有一种被称为溶酶体贮积症(LSDs)的罕见病,如同隐藏在细胞深处的 “定时炸弹”。其中,粘多糖贮积症 IIIA 型(MPS-IIIA)尤为特殊,它是由于 SGSH 基因突变,导致溶酶体硫酸酯酶硫酰胺酶缺乏,进而引发硫酸乙酰肝素(HS)异常积累,逐步破坏细胞的自噬 - 溶酶体功能,最终走向神经退行性变和痴呆 。令人揪心的是,在痴呆症状出现之前,患病儿童往往会表现出严重的自闭症样行为(ALBs),像多动、刻板行为、社交障碍和睡眠紊乱等,这些行为极大地影响了他们的生活质量,也给家庭带来了沉重的负担。然而,由于此前缺乏对 MPS-IIIA 中 ALBs 发病机制的深入研究,临床

    来源:Molecular Psychiatry

    时间:2025-01-27

  • 快速构建 iPSC 衍生神经肌肉接头模型:揭开肌萎缩侧索硬化细胞病变中运动神经元的主导作用

    在人体中,神经肌肉接头(Neuromuscular Junction,NMJ)起着至关重要的作用,它负责将运动神经元(Motor Neuron,MN)的信号传递给骨骼肌(Skeletal Muscle,SKM),从而引发肌肉收缩,让我们能够自如地运动。然而,当 NMJ 出现功能障碍时,就会导致严重的运动疾病,比如肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS)。ALS 是一种渐进性的运动功能障碍疾病,每 10 万人中约有 1 - 2 人患病,大多数患者在 3 - 5 年内就会失去运动功能并死亡。目前,针对 ALS 的治疗手段只能在一定程度上缓解疾病后期的症状

    来源:Cell Death Discovery

    时间:2025-01-27

  • [18F] 氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描评估杏仁核代谢活性的相关因素研究 —— 为 T2DM 和 CVD 风险评估带来新视角

    在现代社会,人们的生活变得越来越便利,但同时也面临着各种压力。心理社会压力的增加与不良健康行为相关,可能导致衰老相关的代谢紊乱,如胰岛素抵抗、肥胖、2 型糖尿病(T2DM) ,最终引发心血管疾病(CVD)。然而,心理压力难以客观量化,这限制了人们对其与 CVD 关系的病理生理学的理解。为了解决这些问题,Kurume University School of Medicine 的研究人员开展了相关研究,论文发表在《npj Aging》上。研究人员通过两项互补研究,探究了临床因素和生化标志物与杏仁核代谢活性之间的关系。主要运用了以下关键技术方法:一是进行风险筛查,选取 346 名接受 CVD 风险

    来源:npj Aging

    时间:2025-01-27

  • 酒精使用障碍患者的社会奖赏学习机制研究:揭示社交行为缺陷的认知基础

    在当代社会中,酒精使用障碍(AUD)不仅带来严重的健康问题,还伴随着显著的社交功能障碍。这类患者常常表现出共情能力下降、合作意愿减弱等特征,但背后的认知机制始终成谜。传统观点认为,AUD患者对非酒精相关奖赏的敏感性降低可能是关键因素,然而这种解释未能触及更本质的学习机制——人们如何通过日常互动,逐步建立"利他行为能带来积极结果"的认知关联。瑞典卡罗林斯卡医学院(Karolinska Institutet)与美国研究团队合作,在《Translational Psychiatry》发表了一项开创性研究。研究人员设计了三条件(利他/利己/无奖励)的概率强化学习任务,结合计算建模和 dictator

    来源:Translational Psychiatry

    时间:2025-01-27

  • 机械门控离子型压阻忆阻器:开启触觉神经形态可塑性的新征程

    在神奇的生物神经元世界里,机械敏感压电通道与神经元突触相互协作,如同精密的信号转换器,能将外界的压力信号巧妙地转化为复杂的具有兴奋和抑制特征的时间塑性脉冲。这一过程对于生物精准处理和记忆触觉信息至关重要。然而,当前的人工触觉神经形态系统却难以复制生物系统中这种精妙的时间可塑性。打个比方,就像模仿大师作品的赝品,总是缺少原作的神韵。现有系统大多只能呈现单调的神经形态特征,在面对复杂多变的触觉行为时,其有限的感知能力就像小马拉大车,难以提供精细的兴奋和抑制神经形态信号,严重阻碍了复杂触觉处理和记忆功能的发展,比如触觉记忆的擦除和可逆调制等操作,在现有系统中都难以实现。为了攻克这一难题,中国科学院大

    来源:Nature Communications

    时间:2025-01-27

  • MAGECS 框架:开启 CO2还原电催化剂逆向设计新篇章

    在材料设计领域,传统的正向设计方法依赖于建立结构 - 性能关系,通过在现有材料中进行元素替换来预测未知材料的性能。但面对庞大的化学空间,如无机化合物的化学空间,其包含约 10N种可能构型(N 为晶胞中原子数),要从中识别出新颖且有用的材料候选物极其困难。并且正向设计无法突破现有材料的结构原型,难以发现全新的材料。近年来,生成模型,特别是基于深度学习架构的生成模型兴起,它能通过学习大量材料属性和结构数据中的复杂模式和相关性,实现材料的逆向设计,即根据特定标准生成新材料。然而,这些生成模型也存在局限,它们往往受训练数据集的限制,生成的材料结构与训练数据相似,难以跳出局限探索更广阔的化学空间。同时,

    来源:Nature Communications

    时间:2025-01-27

  • 人类预期行为的双重神经机制:解锁大脑 “预知力” 的密码

    在日常生活中,我们常常会根据对未来事件的预期来调整自己的行为。比如,在等红绿灯时,看到绿灯即将亮起,我们会提前准备启动车辆。这种预期行为在人类的各种活动中普遍存在,然而,大脑究竟是如何产生和处理这种预期的,一直是神经科学领域的未解之谜。此前的研究虽然对预期行为进行了量化,但由于研究方法的限制,对于其在人脑中的神经机制了解甚少。头皮脑电图(EEG)研究虽支持预期处理,但信号难以对应特定神经回路;功能磁共振成像(fMRI)研究虽有发现,但结果不一致且难以关联反应时间(RT)变异性。为了深入探究这一神秘领域,来自斯坦福大学(Stanford University)、宾夕法尼亚大学(Universit

    来源:Communications Biology

    时间:2025-01-27

  • Multiomics approach identifies dysregulated lipidomic and proteomic networks in Parkinson’s disease patients mutated in TMEM175:帕金森病研究的新突破

    帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种常见的神经退行性疾病,其病理生理学机制复杂,目前临床诊断主要依赖临床症状和对多巴胺能药物的反应,早期诊断容易误诊。而且,虽然在 PD 生物标志物研究方面取得了一些进展,但临床上有用的生化标志物仍有待发现和验证,以实现更早期、精确的诊断和亚型区分,这对于制定个性化治疗方案至关重要。此外,还需要生物标志物来预测疾病进程和监测治疗效果。因此,深入研究 PD 的分子机制和寻找有效的生物标志物迫在眉睫。意大利国家研究委员会(Institute of Genetics and Biophysics “Adriano Buzzati - Trav

    来源:npj Parkinson's Disease

    时间:2025-01-26

  • 胰腺癌及其肿瘤微环境来源的细胞外囊泡如何驱动神经浸润?新研究揭示关键机制与潜在靶点

    在癌症的众多难题中,胰腺癌堪称 “癌症之王”,其恶性程度极高,预后极差。胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)作为胰腺癌的主要类型,有一个令人头疼的特点,就是神经浸润(Neural invasion,NI)发生率极高,几乎可达 100%。这种特殊的转移方式,会让癌细胞侵入、环绕或穿过神经,不仅会引发难以忍受的疼痛,还会大大增加局部复发的风险,导致患者生存率显著降低。尽管 NI 在 PDAC 患者中如此常见,但遗憾的是,其背后的机制却一直没有被完全探索清楚,目前临床上也没有专门针对预防 NI 的治疗方法。为了攻克这一难题,来自德国德累斯顿工业大

    来源:British Journal of Cancer

    时间:2025-01-26


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