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Krakencoder:一种统一的大脑连接组翻译与融合工具——实现跨模态跨图谱的高精度个体化映射
大脑作为高度复杂的神经网络系统,其结构连接(Structural Connectivity, SC)与功能连接(Functional Connectivity, FC)的关系一直是神经科学研究的核心问题。尽管现有研究认为SC为FC提供了结构基础,但两者相关性仅处于中等水平。更棘手的是,不同研究采用的脑区图谱(parcellation)和处理流程(称为"flavors")存在显著差异,导致研究结果难以直接比较。这些方法学差异甚至可能引发相互矛盾的结论,严重阻碍了脑连接组在疾病生物标志物发现和个性化干预中的应用。针对这些挑战,康奈尔大学医学院等机构的研究团队开发了名为Krakencoder的创新工
来源:Nature Methods
时间:2025-06-06
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AKT介导的TSC2磷酸化调控组织特异性mTORC1信号传导与器官生长的机制研究
科学界首次通过基因工程手段构建了TSC2-5A突变小鼠——这种特殊模型清除了结节性硬化复合物2(TSC2)蛋白上所有五个能被AKT激酶磷酸化的位点。令人惊讶的是,这些小鼠虽然发育过程正常,却表现出整体体型缩小和器官特异性减重现象,特别是大脑和骨骼肌的萎缩最为显著。深入机制研究发现,生长因子刺激后,突变小鼠细胞内的雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)信号激活明显受损,伴随蛋白质合成速率下降和细胞生长受限。这种缺陷具有组织特异性:在神经元中表现为树突缩小,在肌肉组织中则体现为进食诱导的蛋白质合成反应减弱。该研究首次在哺乳动物整体水平证实,TSC2磷酸化是连接生长因子受体信号与mTORC1激活的关
来源:Developmental Cell
时间:2025-06-06
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大脑如何区分想象与现实:梭状回神经活动强度的关键作用
大脑区分想象与现实的神经基础亮点• 想象与知觉信号在感知系统中混合• 混合感觉强度(RS)预测现实判断• 双侧梭状回(FG)追踪感觉强度• 前额叶区域编码二元现实判断摘要人类能够通过内部激活感知表征来想象与当前环境分离的场景。这种神经资源的高效复用带来一个根本问题:大脑如何判断感知信号来自外部现实而非内部想象?研究发现,现实判断依赖于梭状回中由想象或知觉产生的混合感觉活动强度(RS)。FG的活动波动能预测试次间的混淆现象,并与编码二元现实判断的前额叶网络相互作用。引言视觉心理意象会征用专用于外部环境感知的脑系统,这种神经重叠创造了混淆想象与现实的可能性。研究通过fMRI技术,让健康志愿者在检测
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机械敏感性TMEM63通道病构效机制与脂质转运功能失调的分子基础
科学家们揭开了机械敏感型TMEM63离子通道致病变异的奥秘——这些突变会像"卡住的开关"一样,持续激活通道的脂质转运功能。通过冷冻电镜技术捕获到TMEM63A p.V53M突变体的闭合态和开放态结构,发现致病突变导致孔道区螺旋发生剧烈重排,在跨膜区形成一条能让脂质分子自由穿行的"侧门"(lateral cleft)。分子动力学模拟显示,脂质分子正是通过这个新形成的通道完成跨膜翻转。有趣的是,这些致病突变都集中在被称为"疏水闩锁"(hydrophobic latch)的关键区域,这个由疏水氨基酸组成的结构元件可能像"弹簧锁"一样,通过感知细胞膜厚度变化来调控通道激活。当突变破坏这个精密调控模块时
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AM404通过外周钠通道(NaV
1.8/1.7)直接抑制机制揭示扑热息痛镇痛新靶点
扑热息痛(paracetamol)作为经典镇痛药,其代谢产物AM404一直被认主要通过中枢神经系统(CNS)的 cannabinoid受体和TRPV1通道发挥作用。然而最新研究发现,初级感觉神经元自身就能产生AM404,这种神奇分子能精准靶向痛觉神经元中的电压门控钠通道NaV1.8和NaV1.7——就像特制钥匙插入特定锁孔,通过局部麻醉结合位点直接阻断钠电流,有效抑制动作电位(AP)产生。在正常和炎症状态的大鼠模型中,AM404展现出卓越的镇痛效果,且这种作用是其独门绝技——其他代谢产物都无法模仿。这一发现不仅解开了扑热息痛外周镇痛机制的世纪谜题,更启示AM404可被设计成"智能导弹"式镇痛剂
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-06-06
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海马位置细胞与静默细胞相比具有更大的兴奋性突触尺寸:突触可塑性在空间认知图形成中的关键作用
海马位置细胞与静默细胞的突触差异机制研究背景海马通过位置细胞(place cells)的空间调谐活动构建认知地图,但约半数锥体细胞(PCs)在特定环境中保持静默(silent cells)。这种选择性激活的机制长期存在争议,可能涉及内在电兴奋性、抑制性输入或兴奋性突触可塑性(如BTSP或STDP)的差异。方法创新研究采用双转基因小鼠,通过稀疏标记tdTomato结合GCaMP6s在体双光子钙成像(2P [Ca2+] imaging),在虚拟走廊导航任务中追踪CA1PCs的多日活动。后续通过离体膜片钳记录电生理特性,并利用STED显微镜定量分析突触形态(如树突棘头面积与GABAARβ3+/bas
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-06-06
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温度与微生物组调控原始后生动物胚胎功能性神经环路自组装机制研究
这项开创性研究以原始后生动物水螅(Hydra)胚胎为模型,揭开了神经环路自组织构建的奥秘。研究发现,被称为N4的特定神经环路通过钙离子(Ca2+)振荡驱动的自发活动,促使空间分布的神经元逐渐形成功能连接——这种动态过程既不需要预设的神经模板,也无需中枢调控。令人惊叹的是,胚胎未来口部区域展现出神经元"热点",这些细胞通过间隙连接(gap junctions)实现电耦合,同时借助囊泡运输系统与非神经元细胞"对话"。研究人员巧妙构建了仿生电回路模型,模拟显示神经连接会像智能积木般自我调整:某些突触选择性增强,另一些则减弱,最终实现全网络的精准同步化。环境因素扮演着"隐形建筑师"角色:温度波动会重塑
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-06-06
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综述:纳米白蛋白结合型紫杉醇与溶剂型紫杉醇联合曲妥珠单抗和帕妥珠单抗新辅助治疗HER2阳性乳腺癌的长期和短期疗效及安全性比较的系统评价与荟萃分析
AbstractHER2阳性乳腺癌约占乳腺癌的15%-20%,其侵袭性强、预后差。随着抗HER2靶向治疗的发展,曲妥珠单抗联合帕妥珠单抗的双靶方案已成为新辅助治疗标准。然而传统溶剂型紫杉醇(Sb-p)因溶剂相关毒性限制临床应用,而纳米白蛋白结合型紫杉醇(Nab-p)通过白蛋白递送系统实现更高药物浓度和更短输注时间。Introduction病理完全缓解(pCR)是HER2阳性乳腺癌长期生存的强预测指标,TRYPHAENA试验证实pCR患者5年无病生存率(DFS)达92.3%。当前指南推荐紫杉类化疗联合双靶方案,但Sb-p的聚氧乙烯蓖麻油溶剂可能引发过敏反应并通过CYP3A4代谢降低疗效。Nab-
来源:Cancer Treatment Reviews
时间:2025-06-06
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肌萎缩侧索硬化症的遗传学架构:致病基因、分子机制与精准治疗新视野
肌萎缩侧索硬化症(ALS)被称为"渐冻人症",是一种致命的神经退行性疾病,患者通常在确诊后2-4年内因呼吸肌麻痹死亡。令人困惑的是,这种疾病表现出显著的临床和遗传异质性——约10%为家族性ALS(FALS),90%为散发性ALS(SALS),但两者在分子机制上存在交叉。随着基因检测技术的进步,科学家们发现即使是散发病例也可能携带致病基因变异,这为理解ALS的发病机制带来了新的挑战和机遇。中南大学的研究团队在《Journal of Genetics and Genomics》发表了全面综述,系统梳理了ALS遗传学研究30年来的重要发现。通过整合基因组学、分子病理学和动物模型研究,团队确认了34个
来源:Journal of Genetics and Genomics
时间:2025-06-06
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综述:识别记忆与空间导航表征的解离与转化
Highlights识别记忆与空间导航作为紧密关联的认知过程,在灵长类动物中由部分重叠但功能可分离的神经环路支持。海马长轴(hippocampal long axis)及其延伸至前/后新皮层区域的地形图谱,分别映射了物体识别与导航的神经表征。特别值得注意的是,场景识别与空间导航存在独特耦合——旁海马皮层与压后皮层协同解析场景信息,指导行为决策。参考系转换理论为此提供了统一框架:压后皮层通过动态增益调制,将自我中心(egocentric)与 allocentric 参考系相互转化。此外,海马与眼动系统的交互揭示了视觉探索如何通过眼球运动动态(oculomotor dynamics)强化认知地图构
来源:TRENDS IN Neurosciences
时间:2025-06-06
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脂质暴露调控神经健康的ABC奥秘:从果蝇Eato蛋白的双重角色到神经退行性疾病新机制
在维持神经系统健康的过程中,脂质暴露的调控机制一直是个未解之谜。最新研究揭示了果蝇体内ABCA家族蛋白"残骸吞噬者"(Eater of debris, Eato)出人意料的双面特性——这个ATP结合盒(ABC)转运体既能抑制神经元中的磷脂暴露,又在吞噬细胞中发挥完全相反的功能。这种细胞类型特异性的调控方式,彻底颠覆了人们对ABC转运体传统作用模式的认知。更令人振奋的是,该发现为理解神经退行性病变提供了全新视角。研究表明,Eato通过精细调控不同细胞类型的脂质动态平衡(homeostasis),直接影响神经元与胶质细胞之间的"对话"机制。这种基于脂质信号的细胞间通讯,可能是阿尔茨海默病、帕金森病
来源:TRENDS IN Neurosciences
时间:2025-06-06
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心盲症的功能性神经断联机制:左侧梭状回意象节点与前额叶皮层连接缺失的因果探索
最新关于心盲症的研究揭示了令人惊奇的神经机制。当执行意象任务时,心盲症个体虽然能正常激活高级视觉皮层,但其左侧梭状回意象节点(fusiform imagery node, FIN)[3]与左侧额顶叶区域的功能性连接显著减弱。这一发现暗示着:前额叶皮层(prefrontal cortex, PFC)与视觉表征区的"通信中断"可能是导致主观意象缺失的关键。更耐人寻味的是,这种特异性神经断联并不影响对物体视觉特征的客观记忆,恰如"知道却看不见"的认知悖论。该发现为揭示意识与记忆分离的神经基础提供了重要线索,暗示PFC可能在视觉意识产生中扮演因果性角色。
来源:TRENDS IN Cognitive Sciences
时间:2025-06-06
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多组学空间解析揭示皮层内微电极阵列植入引发的神经炎症反应机制及其治疗靶点
在脑机接口技术快速发展的今天,皮层内微电极阵列(MEA)作为记录神经元电活动的核心器件,为瘫痪患者提供了重建运动功能的希望。然而这些植入器件往往在慢性期因神经炎症反应导致功能衰退,成为制约其临床转化的主要瓶颈。传统研究多局限于少量蛋白的免疫组化分析或单时间点的基因检测,对炎症反应的时空动态演变规律缺乏系统认识。美国Case Western Reserve大学的研究团队在《Biomaterials》发表的最新研究中,创新性地将空间转录组和蛋白质组技术相结合,首次绘制了MEA植入后4周和8周小鼠皮层0-270 μm范围内分子变化的精细图谱。研究采用非功能性硅探针模拟临床用密歇根式电极,通过GeoM
来源:Biomaterials
时间:2025-06-06
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三维基质中黏弹性N-钙黏蛋白样相互作用维持神经祖细胞干性
神经再生医学领域长期面临一个关键挑战:如何在体外扩增神经祖细胞(NPCs)时维持其干细胞特性。传统神经球培养方式虽然能促进细胞间接触,但会形成致密核心导致缺氧坏死,而二维培养又无法模拟生理微环境。更棘手的是,随着年龄增长或疾病状态,NPCs的自我更新能力会显著下降。这些瓶颈严重制约了NPCs在神经系统修复治疗中的应用。斯坦福大学的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究。他们设计了一种名为HELP的智能水凝胶系统,通过调控基质黏弹性和仿生信号,成功实现了NPCs的三维分散培养。这种水凝胶由透明质酸(HA)和类弹性蛋白(ELP)组成,利用动态共价键实现应力松弛
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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多价蛋白质凝聚体的涌现力学:突触后密度蛋白网络动态交联与力学松弛机制解析
在细胞中,多价蛋白质通过液-液相分离(LLPS)形成无膜凝聚体,这类结构在信号传导、细胞器形成等过程中发挥关键作用。然而,复杂多组分蛋白凝聚体的力学特性及其分子机制长期缺乏定量描述。传统研究集中于简单单组分系统(如FUS、PGL-3),其力学行为可用单一弛豫时间的Maxwell流体模型描述。但生理条件下的功能性凝聚体(如神经元突触后密度PSD)通常由多种蛋白质通过多价相互作用形成动态网络,其力学特性可能呈现更复杂的涌现行为。理解这类结构的力学状态对揭示突触可塑性和神经退行性疾病机制具有重要意义。为解决这一科学问题,香港科技大学、中国科学院等机构的研究人员选择由6种突触后密度蛋白(PSD-95、
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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交感神经通过NA-Adra1a-Ucp2通路调控泪液分泌的“守门人”机制及其在干眼症治疗中的突破性发现
研究背景干眼症是全球高发的眼表疾病,其中泪液分泌不足型干眼主要由泪腺功能障碍引起。长期以来,学术界普遍认为副交感神经(PSNS)通过乙酰胆碱(ACh)-M3AChR通路主导泪液分泌调控,而交感神经(SNS)的作用存在争议。传统观点认为SNS仅参与应激反应,但其在干眼病理过程中的具体机制仍是未解之谜。临床上,尽管鼻用伐尼克兰(varenicline)通过激活PSNS通路获批治疗干眼,但仍有大量患者疗效不佳。这种治疗困境促使科学家思考:是否存在未被发现的神经调控机制?关键方法山东第一医科大学眼科研究所的研究团队综合运用组织透明化荧光成像技术实现泪腺神经单纤维分辨率可视化,结合6-OHDA化学去交感
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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基底外侧杏仁核中刺激特异性与适应性价值表征的神经机制研究
在动物行为决策过程中,如何评估和更新奖励价值是一个核心科学问题。基底外侧杏仁核(BLA)作为情绪和奖励处理的关键脑区,长期以来被认为在价值表征中起重要作用。然而,关于BLA究竟采用刺激特异性还是刺激不变性的编码方式,以及如何整合内部状态与外部环境信息,一直是神经科学领域的重大争议。传统观点认为BLA编码的是抽象的价值信号,但越来越多的行为证据表明其对特定刺激的价值更新具有选择性。这种理论与实验的矛盾,呼唤更精细的神经活动观测手段来揭示BLA价值表征的本质特征。来自瑞士的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究。通过双光子钙成像技术记录雄性小鼠BLA神经元活动
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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WDR45通过相分离调控应激颗粒解聚的分子机制及其在β-螺旋蛋白相关神经退行性疾病中的作用
神经退行性疾病领域长期存在一个关键谜题:为何WD重复结构域蛋白WDR45的突变会导致β-螺旋蛋白相关神经退行性病变(BPAN)?这种X连锁遗传病表现为儿童期发育迟缓及成年期进行性神经退化,其典型病理特征是基底神经节铁沉积。虽然WDR45已知参与自噬过程,但越来越多的证据表明其功能远不止于此——某些BPAN相关错义突变患者虽保持近乎正常的自噬活性,却仍出现严重神经症状,暗示存在未被揭示的致病机制。为解开这个谜团,北京大学健康科学中心等机构的研究团队将目光投向了应激颗粒(Stress Granules, SG)——这类通过液-液相分离(Liquid-Liquid Phase Separation,
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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丘脑在诱发反应与三相波中的作用:从历史发现到现代神经环路机制
丘脑、诱发反应与三相波历史溯源与科学传承19世纪中叶,杜波依斯-雷蒙德在周围神经中发现电流,终结了关于生物电的哲学争论。随后卡顿(Caton)证实外周神经刺激可改变大脑表面电活动,标志着诱发电位(EPs)研究的开端。这一科学脉络延续至今,艾伦研究所与米兰Munari癫痫手术中心的合作,正继承着伽伐尼(Galvani)和伏打(Volta)等意大利科学家的传统。从感觉诱发电位到全脑连接图谱过去两百年间,研究者系统探索了视觉(VEPs)、听觉(AEPs)和体感诱发电位(SEPs),并进一步发现认知事件相关电位(ERPs)。更引人注目的是,当大脑某区域接受重复电刺激时,其连接区域会产生与EPs高度相似
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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高危胰腺神经内分泌肿瘤中sEV-miR-183-5p介导的肿瘤细胞-巨噬细胞互作机制及其促转移作用
高危胰腺神经内分泌肿瘤(pNET)以侵袭性强、易转移为特征,临床预后极差。最新研究揭示了肿瘤细胞通过分泌小细胞外囊泡(sEV)调控肿瘤微环境的关键机制:sEV携带的miR-183-5p如同"分子信使",被巨噬细胞摄取后触发PDCD4/PI3Kγ/AKT/mTOR信号级联反应,导致促癌因子SPP1过表达并驱动巨噬细胞向促肿瘤的M2型极化。这种细胞间"对话"显著促进了血管新生和转移进程。有趣的是,p53基因突变被证实是sEV-miR-183-5p分泌的"总开关"。动物实验显示,阻断SPP1可有效遏制肿瘤进展,而患者血浆中sEV-miR-183-5p水平与肿瘤分级和分期呈正相关。该发现不仅阐明了pN
来源:Oncogene
时间:2025-06-06