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  • 单细胞长读长异构体解析研究揭示FTD患者脑组织中细胞特异性剪接失调

    在神经退行性疾病研究领域,额颞叶痴呆(FTD)作为一种主要影响额叶和颞叶的进行性疾病,其分子机制仍有诸多未解之谜。颗粒蛋白(GRN)基因突变导致的FTD(GRN-FTD)占家族性FTD的5%-20%,与TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)的异常聚集密切相关。尽管TDP-43的RNA结合特性提示其可能参与剪接调控,但不同脑细胞类型中的剪接失调模式及其与疾病进展的关系仍不清楚。传统批量测序技术无法解析细胞类型特异性的剪接变化,而培养细胞模型又难以完全模拟人脑中的复杂病理过程。这些限制使得研究者们难以全面理解GRN-FTD中剪接失调的细胞特异性及其对神经退行性变的贡献。为突破这些技术瓶颈,Na

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • 综述:气道-脑轴:连接呼吸、大脑与行为

    气道-脑轴:呼吸与行为的神经纽带呼吸不仅是生命维持的基础,更是大脑与身体动态对话的核心。最新研究揭示了气道如何通过复杂的神经环路与大脑互动,从基础的呼吸节律调控到高阶的疾病行为和情绪反应。外周通路的多样性气道的感觉神经元如同“环境哨兵”,通过三叉神经、迷走神经等分支形成密集的神经网络。迷走神经占主导地位,其80%为感觉纤维,投射至孤束核(NTS)和最后区(AP),形成“器官地图”以区分化学与机械刺激。单细胞测序发现,仅小鼠就有30多种迷走神经亚型,例如表达Piezo2的机械感受神经元介导肺膨胀反射(Hering-Breuer反射),而NPY2R+神经元触发Bezold-Jarisch反射,引发

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • 运动学习过程中背外侧纹状体运动编码的精细化调控机制

    动物如何通过反复练习掌握新动作?这个问题困扰着神经科学家多年。基底神经节作为大脑的运动控制中心,其核心输入核团纹状体在动作学习和执行中扮演关键角色。纹状体包含两类主要神经元:表达多巴胺D1受体的直接通路神经元(dSPNs)和表达D2受体的间接通路神经元(iSPNs),它们分别促进和抑制运动。虽然已知纹状体存在动作特异性神经元集群,但这些集群如何在学习过程中形成和演变仍不清楚。为探究这一问题,斯坦福大学Jun B. Ding团队在《Cell Reports》发表研究,通过纵向双光子钙成像技术追踪了小鼠背外侧纹状体(DLS)神经元在运动学习过程中的动态变化。研究人员让头固定小鼠在跑轮上自主运动,记

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • 核旁斑蛋白NONO通过变构激活NSD1调控活性染色质形成的分子机制

    在真核细胞中,染色质状态的精确调控对基因表达和细胞命运决定至关重要。组蛋白修饰作为染色质调控的核心机制,其"写入者"酶活性的调控一直是未解之谜。其中,组蛋白H3第36位赖氨酸二甲基化(H3K36me2)是活性染色质的重要标志,由核受体结合SET结构域蛋白1(NSD1)等甲基转移酶催化。NSD1功能异常会导致Sotos综合征等神经发育障碍,其致癌融合蛋白NUP98-NSD1还是急性髓系白血病的关键驱动因子。然而,这个分子量超过300kDa的"巨无霸"蛋白如何被调控,始终是领域内的空白。研究人员通过多学科技术手段揭示了这一调控机制。首先利用CRISPR-Cas9构建NSD1/2双敲除细胞系,结合P

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • ADSL缺陷症揭示线粒体稳态与ERK2/AKT信号通路的线性基因型-表型关系及其治疗潜力

    腺苷琥珀酸裂解酶缺乏症(ADSLd)是一种罕见的常染色体隐性遗传病,主要表现为严重的神经发育障碍和肌肉症状。这种疾病由ADSL基因突变引起,该基因编码的酶在嘌呤合成和嘌呤核苷酸循环中起关键作用。尽管已知ADSLd与嘌呤代谢异常相关,但其具体致病机制仍不清楚,临床上缺乏有效治疗手段。更令人困惑的是,患者症状严重程度差异巨大,从致命新生儿型到轻微精神运动迟缓不等,这种差异无法单纯用酶活性残留解释。为揭开这些谜团,Matteo Bordi、Beatrice Testa等研究者展开了一项跨学科研究。团队收集了涵盖所有临床亚型的患者样本,包括致命新生儿型、重型、轻型和极轻型,通过多维度分析揭示了ADSL

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • 化学遗传学调控揭示MAPK信号在细胞命运编程中的"金发姑娘"最优水平

    在细胞命运调控领域,MAPK信号通路如同交响乐指挥,其强度变化能引导细胞走向增殖、分化或衰老等不同命运。然而长久以来,科学家们面临一个关键难题:如何精确控制这条通路的活性,使其既能促进细胞状态转变,又避免过度激活导致的负面效应?这项发表于《Cell Reports》的研究通过精妙的"化学遗传学调音",揭示了MAPK信号在细胞命运编程中的最优"黄金区间"。研究团队选择成纤维细胞向诱导运动神经元(iMN)的直接转分化作为模型系统。这个系统具有独特优势:转录因子Ngn2、Isl1和Lhx3(NIL组合)能将体细胞直接转化为终末分化的神经元,且每个神经元对应一个明确的转分化事件。但基础转分化效率低下,

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • GPR120激动剂TUG-891通过PI3K/AKT通路减轻内质网应激与凋亡改善缺血性脑损伤的机制研究

    缺血性脑卒中作为全球致残致死的主要原因之一,临床治疗却长期面临"时间窗困境"——目前唯一获批的溶栓药组织型纤溶酶原激活剂(tPA)需在发病4.5小时内使用,且伴随出血风险。更令人沮丧的是,流行病学推崇的omega-3脂肪酸(如EPA/DHA)虽显示心血管保护潜力,但临床疗效不稳定,高剂量还可能引发房颤等副作用。这背后隐藏着关键科学问题:天然脂肪酸受体激活缺乏精准性,而G蛋白偶联受体120(GPR120/FFAR4)作为omega-3的主要受体,其特异性激动剂能否突破现有治疗瓶颈?北京大学第三医院神经内科团队在《Neurotherapeutics》发表的这项研究给出了肯定答案。研究人员聚焦新型合

    来源:Neurotherapeutics

    时间:2025-09-09

  • 综述:心脏中的胶质细胞:在健康和疾病中的作用

    心脏中的神秘守护者:胶质细胞的多元角色在传统认知中,心脏功能调控的主角一直是心肌细胞和自主神经元。然而,近年研究发现,心脏中存在着三类特殊的胶质细胞——雪旺细胞(SCs)、卫星胶质细胞(SGCs)和心脏连接胶质细胞(CNG),它们构成了一个精密的"神经胶质网络",通过独特的机制参与心脏功能的精细调控。发育起源与细胞特性这些心脏胶质细胞均起源于神经嵴,但分化路径各异。雪旺细胞经历前体细胞(SCPs)、未成熟雪旺细胞等阶段,最终分化为具有髓鞘形成能力的成熟细胞,其特征性标记物包括S100钙结合蛋白B(S100B)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)。卫星胶质细胞则通过表达Kir4.1钾通道、嘌呤能受体(

    来源:The Journal of Physiology

    时间:2025-09-09

  • 综述:骨骼肌整合生理学在维持认知健康中的作用

    骨骼肌与认知健康的整合生理学引言认知衰退与老龄化密切相关,而传统观点认为这是以大脑为中心的病理过程。近年研究发现,外周系统如骨骼肌的健康状态能预测阿尔茨海默病(AD)相关的认知衰退。肌力减少症、肌少症及神经肌肉接头功能障碍均早于或伴随AD脑部病理出现。骨骼肌作为内分泌器官,分泌脑源性神经营养因子(BDNF)等物质促进神经发生,揭示了脑-肌双向调控的新机制。骨骼肌在AD认知健康中的作用AD是最常见的痴呆类型,其特征是Aβ斑块、神经纤维缠结和脑萎缩。研究发现,AD临床前期即出现骨骼肌质量加速流失,握力下降可预测AD发生。动物模型中,肌肉特异性过表达溶酶体调控因子TFEB能减少神经炎症,而肌萎缩会加

    来源:The Journal of Physiology

    时间:2025-09-09

  • 呼吸副面区催产素能信号通过激活化学敏感神经元增强呼吸输出的机制研究

    催产素能信号在呼吸副面区的调控机制神经解剖学基础下丘脑室旁核(PVN)作为催产素(Oxt)的主要脑内来源,其兴奋性神经元(VGlut2+)通过轴突投射至延髓腹侧呼吸柱(VRC)的多个区域,包括孤束核(NTS)、前包钦格复合体(preBötC)及最重要的呼吸副面区(RTN/pFRG)。通过逆行追踪技术发现,PVN中16.5±5.6个投射至RTN的神经元同时表达Oxt和VGlut2,而仅少数(3.7±1.5)表达抑制性标记VGat,表明RTN是Oxt能神经元的下游靶点之一。单细胞转录组分析进一步证实,95%的RTN神经元表达Oxt受体(Oxtr),其转录水平与速激肽受体(Tacr1)相当,但低于5

    来源:The Journal of Physiology

    时间:2025-09-09

  • 外周炎症与中年后期成人神经元损伤加重及情景记忆减退的关联研究

    外周炎症与神经元损伤及记忆功能的关联机制研究背景与设计随着全球老龄化加剧,阿尔茨海默病(AD)的早期生物标志物研究成为热点。传统上,Aβ和tau蛋白沉积被视为AD的核心病理特征,但外周生物过程的作用尚未充分探索。本研究聚焦132名认知未受损的西班牙裔中年人群(平均64.5岁,69.7%女性),通过多模态影像和血浆分析,探讨外周炎症与AD早期病理的关系。方法学创新研究采用高灵敏度18F-MK6240 tau PET示踪剂,结合血浆炎症蛋白组学(Olink panel)和神经元损伤标志物(如NfL)。参与者按Aβ和NfL中位数分为四组:Aβ低/NfL低(Group 0)、Aβ高/NfL低(Grou

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-09

  • 综述:CPEBs在学习与记忆中的作用

    引言记忆是生物体记录和保留经验的核心系统,涉及编码、巩固、存储和提取四个阶段。近年研究发现,细胞质多聚腺苷酸化元件结合蛋白家族(CPEBs)在记忆的分子机制中扮演关键角色,尤其是CPEB3通过调控休眠mRNA的翻译和自组装特性,成为解决“记忆如何长期维持”这一悖论的核心分子。长时与短时记忆的生物学基础突触可塑性(如长时程增强LTP和长时程抑制LTD)是记忆形成的细胞基础。LTP依赖于NMDA受体激活引发的钙内流,进而激活Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶II(CaMKII),促进AMPA受体亚基(如GluA1)的磷酸化和突触插入。而长时记忆(LTM)的维持需要新基因表达和局部蛋白质合成,这一过程涉及

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-09

  • 神经元高频传递中突触前ATP的动态变化及其生理意义

    神经元高频传递中的能量代谢调控突触前ATP在生理活动中的动态变化研究聚焦于小脑苔状纤维终末(cMFB)这一特化于高频突触传递的大型突触前终末。通过转基因ThyAT小鼠稳定表达基因编码的ATP传感器ATeam1.03YEMK,在急性脑片中进行实时监测。实验在生理温度(34-37°C)和代谢物浓度条件下进行,发现静息ATP浓度约为2.5-2.7 mM。有趣的是,在模拟生理活动的弱刺激下,ATP浓度会出现约150 μM的下降。这种变化在培养的海马神经元小突触中同样被观察到,表明这可能是神经元活动的普遍特征。ATP产生的活动依赖性增强通过ATP生成阻断实验,研究发现神经元活动期间ATP产生可增加约10

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-09

  • 代谢重编程揭示糖酵解转换及IRG1/衣康酸/NF2L2轴调控炎症小胶质细胞的神经毒性氧化应激

    代谢分析揭示小胶质细胞激活状态的代谢特征研究团队采用极性代谢组学分析和细胞能量代谢测定,系统比较了促炎刺激(LPS)和抗炎刺激(IL4)对BV2小胶质细胞及原代小胶质细胞的影响。免疫印迹结果显示,LPS处理3小时内即可诱导一氧化氮合酶2(NOS2/iNOS)表达,而IL4在5小时后显著上调精氨酸酶1(ARG1),证实6小时为观察代谢变化的理想时间窗。通过液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)在正负离子模式下检测到4614和4489个代谢特征,经严格筛选后鉴定出49个关键代谢物。主成分分析(PCA)显示LPS和IL4处理组形成独立聚类,表明两种刺激引发显著不同的代谢模式。糖酵解和TCA循环的差异

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-09

  • 肌营养不良症mdx小鼠中枢神经生理学改变与海马内源性NMDA受体配体D-天冬氨酸水平降低相关

    引言:DMD的多系统影响与神经异常杜氏肌营养不良症(DMD)是由X染色体上DMD基因突变导致的进行性肌肉萎缩疾病,患者常伴随神经行为异常和认知缺陷。缺乏全长肌营养不良蛋白(Dp427)会影响从子宫期开始的神经生理过程,导致前额叶皮层、海马和小脑等脑区神经环路异常。近期研究发现,血清D-天冬氨酸和D-丝氨酸(内源性谷氨酸受体配体)水平与精神分裂症、脊髓性肌萎缩等疾病相关,提示其在神经发育中的作用。材料与方法:探索氨基酸代谢研究采用野生型和mdx小鼠(DMD模型),通过HPLC分析胚胎期(E18)和成年期(6-7周)前额叶皮层、海马、小脑、脊髓及血清中D-/L-氨基酸水平。qRT-PCR检测D-天

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-09

  • 围产期卒中儿童海马功能连接与视觉记忆功能的神经机制研究

    围产期卒中与海马回路的神经重塑ABSTRACT围产期卒中作为生命早期的血管性损伤,常导致运动障碍(偏瘫性脑瘫/HCP)和神经心理后遗症。本研究首次系统探究了6-19岁单侧围产期卒中患儿(动脉缺血性卒中AIS=30例,脑室周围静脉梗死PVI=38例)与典型发育儿童(TDC=43例)的海马功能连接特征,发现损伤半球与非损伤半球的FC模式差异显著,且右半球卒中者的海马-顶叶后部皮层FC与延迟视觉记忆评分呈正相关(rs=0.57, p=0.027),提示早期脑损伤后存在独特的神经代偿机制。1 引言围产期卒中(孕20周至生后28天发生)是儿童脑瘫的主因,其中AIS多累及大脑中动脉供血区,PVI则局限于脑

    来源:Human Brain Mapping

    时间:2025-09-09

  • 发育期大脑中动作-效应整合的神经机制演变:基于θ波段定向网络通信的跨年龄研究

    动作控制神经网络的发育轨迹这项开创性研究采用EEG频率标记技术(4.5Hz和8Hz刺激),首次系统比较了青少年(13.3±1.9岁)与成人(25.14±3.6岁)在动作-效应绑定(AEB)过程中的θ波段定向网络通信差异。实验设计包含三个关键阶段:动作规划期(0-1000ms线索锁定)、待机期(1000-2000ms)和感知期(0-1000ms动作效应锁定),通过动态相干源成像(DICS)和人工神经网络非线性因果估计(nCREANN)揭示了神经机制的发展特征。核心网络的保守与分化数据驱动聚类分析显示,两组均激活右侧半球的核心网络:前颞叶(ATL)作为跨模态整合枢纽,岛叶皮层(IC)负责感觉运动转

    来源:Human Brain Mapping

    时间:2025-09-09

  • 橙皮素通过时钟调节信号通路改善胰岛β细胞NPY1R介导的胰岛素分泌障碍

    最新研究揭示了橙皮素(Nobiletin, NOB)在改善胰岛β细胞功能中的分子机制。当神经肽Y(Neuropeptide Y, NPY)系统失调导致神经肽Y1受体(Npy1r)过表达时,会引发2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus, T2DM)特征性的胰岛素分泌缺陷。这项突破性研究首次发现,从柑橘类植物中提取的天然化合物NOB能像精准的"分子节拍器"一样,通过双重作用机制恢复β细胞功能:一方面直接与Npy1r"锁钥结合",另一方面激活时钟基因调控网络。在高脂饮食联合低剂量链脲佐菌素诱导的T2DM小鼠模型中,NOB表现出显著的降糖效果,犹如给紊乱的代谢时钟上了发条。更令人

    来源:Molecular Nutrition & Food Research

    时间:2025-09-09

  • 斑马鱼肠道神经系统发育的全肠空间基因组分析揭示分子区域化特征

    3D成像技术揭示ENS发育全景采用创新的连续多重全mount杂交链式反应(HCR)技术,在4-7 dpf斑马鱼幼虫中实现了12个ENS标志基因的3D空间定位。通过机器学习辅助的细胞分割(IMARIS软件)获取单细胞分辨率的XYZ坐标和表达数据,首次构建出完整肠道包围的ENS网络结构。Z切片显示ENS细胞呈环形分布在肠管周围,phox2bb等基因在早期(4 dpf)即呈现全肠表达模式。时空异质性的系统解析应用Giotto分析框架整合多幼虫数据,通过harmony算法消除批次效应。UMAP降维与Leiden聚类鉴定出12个细胞群:群1-4主导早期(4 dpf)ENS且富集于后肠,群5-12构成晚期

    来源:The FASEB Journal 

    时间:2025-09-09

  • 小胶质细胞Hv1通道缺失通过NF-κB信号通路和HIF1α介导的代谢重编程抑制脂多糖诱导的神经炎症

    神经炎症在认知功能障碍的发生发展中扮演关键角色。小胶质细胞上的电压门控质子通道(Hv1)此前已被发现参与质子外排、小胶质细胞激活和神经炎症启动,但其具体作用机制尚未完全阐明。最新研究通过整合RNA测序和代谢组学分析,首次揭示Hv1缺失通过双重通路发挥神经保护作用:一方面抑制核转录因子κB(NF-κB)信号通路,减少促炎介质释放;另一方面下调缺氧诱导因子1α(HIF1α)及其靶基因HK2、PFKFB3的表达,阻断有氧糖酵解过程。实验数据显示,Hv1缺陷小胶质细胞中NF-κB活化水平显著降低,而荧光素酶报告基因检测和电泳迁移率变动分析(EMSA)证实Hv1过表达会增强NF-κB信号传导。更有趣的是

    来源:The FASEB Journal 

    时间:2025-09-09


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