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  • 经验依赖性神经元可塑性的遗传机制

    大脑的适应性功能依赖于神经可塑性的动态调控,这一过程涉及基因表达模式的时空特异性改变。神经元的细胞质内信号转导网络通过钙离子信号、蛋白激酶磷酸化等机制,将突触活动转化为核内基因转录的调控信号。以海马体突触可塑性为例,电刺激诱发的钙离子内流激活CREB等转录因子,通过调控神经递质受体分布(如NMDA受体亚基的磷酸化)和突触后蛋白(如Arc的合成)实现长时程增强(LTP)或长时程抑制(LTD)。值得注意的是,这些分子机制在不同脑区与神经元亚型中表现出显著异质性。在基因表达调控层面,即早基因(IEGs)家族展现出独特的时空特异性表达模式。Fos家族成员在突触激活后数分钟内被诱导表达,其蛋白产物通过形

    来源:Annual Review of Genetics

    时间:2025-11-27

  • 滋养思维:健康与神经发育障碍中的大脑代谢

    大脑代谢的发育调控及其在神经疾病中的机制研究进展摘要:大脑作为人体最耗能的器官,其代谢调控网络在神经发育过程中具有关键作用。本文系统阐述了葡萄糖代谢的动态平衡机制,重点解析了胚胎期神经前体细胞从糖酵解向氧化磷酸化的转变过程。研究证实,线粒体动态调控(融合/分裂)通过影响能量代谢产物分布,能够精确调控神经前体细胞的增殖与分化时序。在氨基酸代谢方面,支链氨基酸的转运与代谢失衡与自闭症谱系障碍存在显著关联。特别值得关注的是,星形胶质细胞通过乳酸穿梭系统与神经元形成代谢耦合,这一机制在突触可塑性及记忆形成中发挥核心作用。表观遗传学研究表明,代谢中间产物如乙酰辅酶A和β-羟基丁酸可通过直接修饰组蛋白翻译

    来源:Annual Review of Genetics

    时间:2025-11-27

  • MAP3K/DLK信号通路在神经系统中的特异性:来自遗传学和基因组学的见解

    神经系统中双 Leucine 键合激酶(DLK)的功能与机制研究进展摘要:近年来,MAP3K家族中的双 Leucine 键合激酶(DLK/LZK)在神经科学领域的研究取得重要突破。作为应激信号感知分子,DLK家族成员在神经元发育、轴突再生、神经退行性疾病及创伤修复中发挥关键作用。本文系统梳理了DLK信号网络的核心机制及其在哺乳动物神经系统中的功能多样性。一、分子结构与信号转导网络DLK/LZK蛋白由N端激酶结构域、两个Leucine锌指结构域和C端无序区构成。其中,Leucine锌指结构域介导蛋白二聚化,形成自磷酸化激活机制。激酶域通过磷酸化下游MKK4/7激活MAPK级联(JNK/ERK/p

    来源:Annual Review of Genetics

    时间:2025-11-27

  • Rrp1在果蝇中通过氧化还原反应调控记忆形成

    果蝇Rrp1蛋白通过氧化还原调控介导长期记忆形成的分子机制研究(全文约3200字符)一、研究背景与核心发现长期记忆(LTM)的形成依赖于复杂的基因调控网络,其中氧化还原状态的动态平衡起关键作用。本研究通过系统性遗传操作和药理学干预,首次在果蝇中揭示Rrp1蛋白作为新型红ox调控因子在LTM形成中的核心地位。研究团队发现:1. Rrp1通过维持细胞内还原环境,调控CREB等转录因子活性2. DAL神经元特异性敲除Rrp1导致LTM缺陷,该效应可被人类APE1红ox活性补偿3. Rrp1-CREB协同调控网络构成记忆形成的"分子开关"二、关键实验设计与结果(一)基因功能定位采用神经特异性调控系统:

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-11-27

  • TECPR2作为Rab5效应因子调控早期内体货物回收的新机制及其在神经退行性疾病中的作用

    在细胞的生命活动中,囊泡运输如同一个精密的物流系统,负责将各种"货物"——蛋白质和脂质等——在细胞内的不同隔室间进行转运。这一过程由小G蛋白(如Rab、Arf和Arl家族成员)精密调控,它们像分子开关一样,在特定膜区室上招募效应蛋白,进而控制囊泡的出芽、运动和锚定等关键步骤。其中,Rab5和Rab7是内体运输通路中的两个关键调控因子,分别负责早期内体和晚期内体的功能。然而,这一复杂系统中仍有许多未知之处,尤其是某些遗传性神经系统疾病相关的蛋白在内体运输中的具体功能尚不清楚。Tectonin-β-propeller重复包含蛋白2(TECPR2)正是这样一个令人困惑的蛋白。早在2012年,研究人员

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • COVID-19后认知障碍的神经退行性改变:多组学揭示脑损伤与蛋白质组特征

    随着SARS-CoV-2感染在全球范围内的持续传播,越来越多的康复者报告出现长期后遗症,即COVID-19急性后遗症(PASC)。其中,认知功能障碍是最令人困扰的症状之一,患者常主诉"脑雾"、记忆力下降和注意力不集中。尽管前期研究已报道了COVID-19康复者存在脑结构改变,但这些改变的普遍性及其与神经退行性过程的关系仍不明确。特别是对于轻度感染且无需住院的患者,其大脑是否也会经历持续的退行性变化,这一科学问题亟待解答。为了深入探究这一问题,来自韩国首尔峨山医学中心的研究团队在《Nature Communications》上发表了最新研究成果。他们招募了269名有COVID-19感染史的参与者

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • 靶向NMDA受体GluN2D亚基:快速抗抑郁作用的新机制与治疗潜力

    抑郁症是全球致残的主要原因之一,但现有抗抑郁药物起效缓慢,且约三分之一患者对治疗无反应。氯胺酮作为首个具有快速抗抑郁效果的谷氨酸能药物,能在数小时内缓解症状,但其作用机制不清且存在幻觉、成瘾等严重副作用,极大限制了临床应用。根据经典“去抑制假说”,氯胺酮可能通过优先阻断GABA能中间神经元上的NMDA受体,解除对锥体神经元的抑制,从而增强突触可塑性,但其具体作用靶点一直是领域内争论的焦点。近日发表于《Nature Communications》的一项研究揭开了这一谜题。德国弗莱堡大学克劳斯·诺曼团队发现,NMDA受体特定亚基GluN2D是氯胺酮快速抗抑郁作用的关键靶点。研究人员综合运用电生理、

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • 大脑内在功能网络的细胞与分子架构基础及其认知关联研究

    人脑是如何工作的?这个问题的答案可能隐藏在大脑复杂的网络结构中。通过静息态功能磁共振成像(rs-fMRI),科学家们已经能够描绘出大脑的大尺度功能网络——内在连接网络(ICN)。这些网络代表了大脑在静息状态下自发活动的协调模式,是理解大脑功能架构的核心。每个ICN不仅包含一个空间权重图,还有一个相关的时间进程,通过计算这些时间进程之间的相关性,可以得到功能网络连接(FNC),它反映了不同网络之间的相互作用。然而,一个根本性问题尚未解决:这些宏观的功能网络是如何从大脑的微观生物学结构中产生的?具体来说,不同的细胞类型、神经递质系统和能量代谢过程是如何共同塑造大脑的功能组织的?尽管先前的研究已经分

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • 极长链脂肪酸驱动1-脱氧鞘脂毒性的分子机制揭示:靶向ELOVL1作为治疗新策略

    在生命科学的精密网络中,鞘脂(Sphingolipids, SL)作为一类具有重要生物活性的脂质分子,扮演着维持细胞结构、信号传导和能量代谢等多重关键角色。然而,当鞘脂的正常合成途径出现“偏差”时,便可能产生具有细胞毒性的“异常分子”,其中1-脱氧鞘脂(1-deoxysphingolipids, 1-deoxySLs)便是这样一个令人瞩目的焦点。1-脱氧鞘脂的产生源于丝氨酸棕榈酰转移酶(Serine Palmitoyltransferase, SPT)在催化起始反应时,错误地利用了L-丙氨酸(L-alanine)而非L-丝氨酸(L-serine)作为底物。这一微小的底物替换,导致生成的鞘氨醇碱

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • scGALA:基于图链接预测的细胞对齐新方法推动单细胞多组学数据全面整合与协调

    随着单细胞技术的飞速发展,研究人员现在能够从单个细胞中获取多种模态的分子数据,包括转录组、表观基因组、蛋白质组和空间信息。这种技术革命使我们能够在前所未有的分辨率下探索细胞异质性和功能。然而,这种技术飞跃也带来了一个基本挑战:如何准确对齐和整合来自不同条件、批次或模态的数据集,同时保持生物学相关性。当前的单细胞数据分析方法在细胞对齐方面存在显著局限性。线性方法如典型相关分析(CCA)在数据集具有相似线性结构时计算高效,但往往无法捕捉细胞状态背后复杂的非线性生物学关系。非线性方法如相互最近邻(MNN)更适合检测表达空间中的局部对应关系,但在对齐存在显著技术变异的跨模态或条件数据时仍然困难。更重要

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • 目标与不确定性的因子化神经编码:前额叶皮层引导稳定灵活学习的几何机制

    在复杂多变的环境中,生物体如何平衡行为的稳定性与灵活性,一直是认知神经科学的核心难题。想象一下救援人员在灾难现场的场景:他们既需要灵活调整方案以应对不断变化的环境信息,又要避免因过度反应而浪费资源。这种"稳定灵活"的决策能力对生存至关重要,但其背后的神经机制却尚未明确。近日发表在《Nature Communications》上的研究首次从神经表征几何的角度揭示了前额叶皮层解决这一难题的巧妙机制。研究人员通过设计精巧的两阶段马尔可夫决策任务,结合功能磁共振成像(fMRI)和多体素模式分析(MVPA)技术,发现人类外侧前额叶皮层(LPFC)和眶额皮层(OFC)能够将目标信息与环境不确定性因子化地表

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • 基于最优控制理论推演内在神经时间尺度:连接脑结构与功能的多尺度桥梁

    大脑如何将相对静态的解剖连接转化为瞬息万变的神经活动,是系统神经科学的核心问题。脑区的内在神经时间尺度(INT)——即神经活动波动的时间特性——被认为是连接微观细胞过程与宏观全脑动力学的关键中介。然而,传统的网络控制理论(NCT)在模拟大脑动力学时,通常假设所有脑区具有均一的自抑制强度(即衰减率),这显然与已知的神经生物学事实不符。大脑皮层不同区域在基因表达、细胞类型构成和髓鞘化程度等方面存在显著梯度差异,这些微观尺度的异质性必然导致区域间内在动力学时间尺度的不同。这种简化假设限制了NCT捕捉脑结构与功能之间复杂多尺度相互作用的潜力。为了解决这一问题,发表在《Nature Communicat

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • γ-干扰素驱动LRRK2、GCase和组织蛋白酶活性在帕金森病单核细胞中的协同调控

    帕金森病作为一种常见的神经退行性疾病,其病理特征包括中脑多巴胺能神经元的选择性丧失和α-突触核蛋白的异常聚集。尽管病因尚未完全明确,近年来越来越多的证据表明,外周免疫系统在PD发病机制中扮演重要角色。尤其值得注意的是,两个关键PD风险基因——编码富亮氨酸重复激酶2的LRRK2和编码葡萄糖脑苷脂酶的GBA1,均在单核细胞中高表达,并参与免疫炎症通路和溶酶体功能的调节。然而,携带这些基因突变的PD患者原代免疫细胞如何响应炎症刺激,仍是亟待探索的问题。为此,研究人员在《npj Parkinson's Disease》上发表的最新研究中,从特发性PD患者(iPD)、GBA1突变PD患者(GBA1-PD

    来源:npj Parkinson's Disease

    时间:2025-11-27

  • 经颅静磁场刺激原发性运动皮层治疗特发性震颤:一项随机对照试验的初步探索

    当双手不受控制地颤抖,连端一杯水都成为挑战时,这可能是特发性震颤(Essential Tremor, ET)在作祟。作为最常见的运动障碍性疾病之一,ET影响着全球数百万人的生活质量。更令人困扰的是,约50%的患者对现有药物治疗反应不佳,而深部脑刺激等侵入性疗法又因手术风险和高昂费用让许多人望而却步。在这一背景下,非侵入性脑刺激(Non-Invasive Brain Stimulation, NIBS)技术逐渐成为研究热点,但多数技术需要患者频繁前往医院接受治疗,极大限制了其临床应用。近年来,一种名为经颅静磁场刺激(transcranial Static Magnetic Field Stimu

    来源:npj Parkinson's Disease

    时间:2025-11-27

  • 孕期接触咖啡因会通过糖皮质激素驱动的表观遗传级联反应影响神经发育,这种反应会抑制星形胶质细胞的ABCG1蛋白和胆固醇转运功能

    戴高磊|罗明翠|戴世云|周新丽|朱森|卢梦曦|韩晓毅|杨芳|余颖|王辉|徐丹武汉大学药学院中南医院妇产科,中国武汉摘要背景产前咖啡因暴露(PCE)由于母亲广泛摄入含咖啡因的物质而成为影响胎儿神经发育的主要药物压力源。尽管流行病学研究一致表明PCE与后代的认知障碍和情绪缺陷有关,但其潜在机制长期以来仅限于直接拮抗腺苷受体,无法解释持续的神经发育后果。通过使用跨物种模型(大鼠PCE模型、星形胶质细胞特异性Abcg1基因敲除小鼠和接受糖皮质激素处理的斑马鱼)和多尺度分析,我们证明PCE激活了母体-胎儿糖皮质激素轴,导致海马区星形胶质细胞中的GR-miR-130b/301b-PPARγ信号级联失调。这

    来源:Metabolism

    时间:2025-11-27

  • 酒精使用障碍中星形胶质细胞标记物MAO-B的体内PET成像研究:揭示疾病严重程度与星形胶质细胞状态的双向关联

    当我们谈论酒精使用障碍(AUD)时,往往聚焦于神经元损伤,但大脑中数量最多的细胞——星形胶质细胞,却在酒精引发的神经炎症中扮演着关键角色。长期以来,科学界对酒精是否会引起星形胶质细胞增生(astrogliosis)争论不休:动物实验显示酒精暴露后星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白(GFAP)升高,但尸检研究结果却相互矛盾。这种争议背后,隐藏着一个更深刻的问题——我们始终缺乏在活体人中直接观察星形胶质细胞状态的方法。为了解决这一难题,由Isabelle Boileau领衔的研究团队进行了一项开创性研究,他们采用高选择性正电子发射断层扫描(PET)示踪剂[11C]SL25.1188,首次在体评估了

    来源:Molecular Psychiatry

    时间:2025-11-27

  • 单细胞转录组学研究发现,受FOSL1调控的IGFBP3+黑色素瘤亚型是一个神经-免疫调节信号枢纽,该枢纽促进了肿瘤的进展

    黑色素瘤作为皮肤癌中最具侵袭性的亚型,其高转移率与预后差的特点长期困扰临床治疗。近年来,单细胞转录组测序技术的突破为解析肿瘤异质性提供了全新视角。本研究通过整合多组学分析与功能实验验证,系统揭示了黑色素瘤细胞亚型的分子特征及其与肿瘤微环境的动态互作机制,为精准治疗策略的制定奠定了重要理论基础。### 一、研究背景与科学问题黑色素瘤起源于神经嵴来源的黑色素细胞,其独特的神经嵴起源赋予其与神经系统复杂的交互关系。尽管免疫检查点抑制剂显著改善了晚期患者的生存率,但约30%患者仍存在治疗耐药现象。研究发现,肿瘤微环境(TME)中神经-免疫互作异常可能通过以下途径加剧耐药:1)调控性T细胞(Treg)与

    来源:Frontiers in Immunology

    时间:2025-11-27

  • 综述:糖尿病视网膜病变中神经元与胶质细胞之间的相互作用:机制及其对神经退行性的影响

    摘要糖尿病视网膜病变(DR)传统上被归类为一种微血管疾病;然而,新的证据表明,它对视网膜神经退化有着深远的影响,而这种神经退化通常先于可检测到的血管病变发生。这一范式的转变将DR视为一种神经血管疾病,在这种疾病早期阶段,神经元功能障碍和胶质细胞反应性起着关键作用。虽然视网膜神经退化是DR的典型特征,但其背后的机制仍不完全清楚。鉴于胶质细胞为神经元提供必要的营养、结构和代谢支持,神经元-胶质细胞相互作用失调可能是DR中神经退化的关键驱动因素。视网膜由高度组织化的神经元和胶质细胞网络组成,它们通过复杂的信号通路进行交流,这些通路由细胞因子、生长因子和代谢中间产物介导。不同类型的胶质细胞(如星形胶质

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • 综述:CCL17/CCL22-CCR4轴在疼痛发病机制中的作用:免疫介导机制与治疗机遇的综合评述

    The Neuroimmune Component of Pain疼痛作为一种复杂的生理病理现象,其发生与维持离不开免疫系统的深度参与。伤害性感受器(Nociceptors)作为感知化学、机械或热刺激的特化感觉神经元,其轴突主要分为薄髓鞘Aδ纤维和无髓鞘C纤维。当这些神经元被免疫介质(如趋化因子)激活时,会释放神经肽(如降钙素基因相关肽CGRP和P物质SP),进而调节免疫细胞活性,形成神经免疫交互对话。细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)和白介素-1β(IL-1β)可通过介导钠通道磷酸化来敏化伤害性感受器,降低其激活阈值,导致痛觉过敏(hyperalgesia)。此外,中枢神经系统(CNS)中的小

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • 氯氮平与利培酮对人LUHMES神经元胆固醇代谢、突触蛋白及转录调控的对比效应研究

    在精神疾病治疗领域,氯氮平和利培酮作为两种常用的抗精神病药物,虽然都被广泛应用于临床,但它们的疗效和副作用特征却存在显著差异。氯氮平被认为是治疗难治性精神分裂症最有效的药物,而利培酮则通常作为一线治疗选择。这种差异背后的分子机制至今尚未完全阐明,限制了我们开发更精准、更有效的治疗策略。以往的研究多集中于这两种药物对神经递质受体的直接作用,但它们对人类神经元产生的下游分子后果,特别是对细胞代谢、突触结构和基因表达程序的长期影响,仍是一个黑箱。理解这些机制对于解释氯氮平为何对某些患者特别有效,以及如何最大限度地发挥其治疗潜力同时最小化副作用至关重要。发表在《Molecular Neurobiolo

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27


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