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拉曼组学揭示芬太尼诱导的中枢神经系统细胞脂滴成分变化及其神经毒性机制
芬太尼作为一种强效合成阿片类药物,其镇痛效力是海洛因的50倍、吗啡的100-300倍,但高脂溶性使其极易穿透血脑屏障(BBB),引发呼吸抑制和成瘾。全球范围内,芬太尼滥用导致的社会危机和神经退行性疾病风险日益严峻,但其对中枢神经系统(CNS)细胞的分子机制尚不明确。传统检测技术如质谱、荧光标记等难以实现单细胞器水平的动态监测,而脂滴(LDs)作为芬太尼的潜在储存库,其成分变化可能与神经炎症和细胞死亡直接相关。为填补这一空白,研究人员利用新兴的拉曼组学技术(结合微拉曼光谱与生物分子成分分析),首次在活体单细胞中解析了芬太尼过量(10-1000 ng mL-1)对人类小胶质细胞(HMC3)和星形胶
来源:Journal of Lipid Research
时间:2025-06-06
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神经酰胺合成酶2缺失小鼠的深度鞘脂组学与代谢组学分析揭示通路特异性复杂效应
在生命科学领域,鞘脂(sphingolipids, SL)作为细胞膜的关键组分和信号分子,其代谢紊乱与神经退行性疾病、代谢综合征和癌症等多种病理过程密切相关。其中,神经酰胺合成酶家族(CerS1-6)通过催化不同链长脂肪酸与鞘氨醇碱基(LCB)的结合,生成结构各异的神经酰胺,从而形成鞘脂多样性的分子基础。然而,当特定CerS亚型功能缺失时,生物体如何通过代谢重编程维持稳态?这一科学问题长期以来缺乏系统性解答。针对这一空白,以色列魏茨曼科学研究所Anthony H. Futerman团队在《Journal of Lipid Research》发表了突破性研究。他们利用CerS2特异性敲除小鼠模型
来源:Journal of Lipid Research
时间:2025-06-06
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脊柱转移瘤手术对健康相关生活质量的改善作用:一项前瞻性队列研究
脊柱转移瘤是癌症进展中最具破坏性的并发症之一,约30-70%的癌症患者会发生脊柱转移,常导致病理性骨折、脊髓压迫甚至瘫痪。随着放疗技术、靶向药物等治疗手段的进步,患者生存期显著延长,但传统预后评分系统未考虑分子生物学差异,且对患者健康相关生活质量(HRQOL)的关注不足。手术作为多学科治疗的重要组成部分,其核心目标是缓解症状而非治愈,因此评估手术对HRQOL的影响至关重要。针对这一临床需求,意大利Rizzoli骨科研究所的研究团队开展了一项前瞻性单中心队列研究,纳入2018年8月至2022年10月期间169例接受手术的脊柱转移瘤患者(96例男性,73例女性,平均年龄61.4岁),通过系统收集术
来源:Journal of Bone Oncology
时间:2025-06-06
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GSK3α通过降低GSK3β蛋白水平与酶活性调控小鼠胚胎干细胞命运的新机制
引言糖原合成酶激酶3(GSK3)作为丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员,在Wnt/β-catenin、胰岛素和Hedgehog等信号通路中发挥核心作用。哺乳动物中存在两种亚型:GSK3α和GSK3β,其激酶域序列相似度高达97%,但功能存在显著差异。既往研究表明,GSK3β在维持胚胎干细胞(ESC)多能性中起关键作用,而GSK3α的功能仍不明确。本研究通过化学遗传学方法和结构域互换策略,首次揭示GSK3α通过独特机制负调控GSK3β,进而影响干细胞命运决定。结果抑制GSK3α导致GSK3β底物超磷酸化通过磷酸化蛋白质组学分析发现,选择性抑制GSK3α会显著增加mTOR通路相关蛋白(如eIF4G1和RP
来源:Stem Cell Reports
时间:2025-06-06
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诱导TDP-43募集至PML核体抑制蛋白聚集:神经退行性疾病治疗新策略
TAR DNA结合蛋白43千道尔顿(TDP-43)的异常聚集与多种神经退行性疾病密切相关。最新研究表明,通过诱导TDP-43向早幼粒细胞白血病核体(promyelocytic leukemia-nuclear bodies, PML-NBs)的定向募集,可显著改善其溶解性。这一过程涉及精妙的SUMO化(SUMOylation)-泛素化(ubiquitylation)级联反应,在应激条件下促使TDP-43被精准"押送"至PML-NBs这一细胞"隔离舱"。该策略不仅揭示了蛋白稳态调控的新机制,更为开发靶向TDP-43病理聚集的神经保护疗法提供了分子开关。
来源:TRENDS IN Pharmacological Sciences
时间:2025-06-06
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新型PDE4/5双靶点抑制剂通过NF-κB和JNK通路协同调控神经炎症的机制研究
随着全球老龄化加剧,阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病的治疗困境日益凸显。这类疾病的核心病理特征包括β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积、tau蛋白过度磷酸化以及伴随的慢性神经炎症反应。其中,小胶质细胞和星形胶质细胞介导的神经炎症会释放白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNFα)等促炎因子,形成恶性循环加速神经元损伤。目前单靶点药物难以阻断这一复杂病理网络,而环磷酸腺苷(cAMP)和环磷酸鸟苷(cGMP)作为中枢神经系统的关键第二信使,其调控酶磷酸二酯酶(PDE)家族成为突破方向——PDE4特异性水解cAMP,PDE5则降解cGMP,二者均与NF-κB等炎症通路密切关联。为验证双靶点干预
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-06-06
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大麻萜酚(CBG)通过调控鞘脂代谢和PI3K/Akt/mTOR通路改善大鼠骨骼肌胰岛素敏感性的机制研究
随着现代生活方式改变,高脂高糖饮食导致的肥胖及其并发症——胰岛素抵抗(IR)和2型糖尿病(T2DM)已成为全球健康危机。尽管医学取得重大进展,但寻找安全有效的植物源性治疗方案仍迫在眉睫。在众多候选物质中,大麻植物提取物大麻萜酚(CBG)因其多效性生物活性引起关注,但其对骨骼肌胰岛素敏感性的调控机制尚不明确。波兰奥尔什丁大学的研究团队在《The International Journal of Biochemistry》发表重要成果,通过建立HFHS饮食诱导的肥胖大鼠模型,采用超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC/MS/MS)、Western blotting和多重免疫分析等技术,系统探究了CB
来源:The International Journal of Biochemistry & Cell Biology
时间:2025-06-06
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干扰素γ诱导的ACSL5重塑肾小管细胞脂质组:揭示肾移植排斥的新机制
肾移植是终末期肾病的重要治疗手段,但移植排斥反应仍是导致移植物失功的主要原因。近年来研究发现,肾小管细胞在排斥反应中会发生显著的脂质代谢重编程,但具体机制尚不明确。其中,长链脂酰辅酶A合成酶(ACSL)家族作为脂肪酸代谢的关键酶,其成员ACSL4已被证实参与急性肾损伤和铁死亡,而ACSL5在肾脏病理中的作用仍属未知。更引人深思的是,临床数据显示肾移植受者的尿液中长链脂肪酸水平与排斥反应相关,这提示脂质代谢异常可能是排斥反应的早期预警信号。为破解这一科学难题,法国巴黎西岱大学Nicolas Pallet团队联合比利时鲁汶大学等机构,通过整合临床队列、细胞模型和多组学技术,首次揭示ACSL5在肾移
来源:iScience
时间:2025-06-06
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轻度创伤性脑损伤后全脑及细胞特异性转录组重构的空间解析
工作流程与模型验证研究团队通过闭合性头部旋转加速损伤模型(CHIMERA)诱导小鼠轻度弥漫性TBI,在亚急性期(7天后)采用10x Genomics Visium空间转录组技术分析全脑22,206个转录组位点。行为学测试显示损伤组翻正反射延迟(p<0.001),血浆标志物GFAP和NfL水平显著升高(分别增加2倍和4倍),免疫组化证实视神经束出现反应性星形胶质细胞增生(GFAP+细胞增加85%),但未发现血管出血等严重结构性损伤,符合轻度TBI特征。全脑尺度转录重构跨脑区分析发现6,614个差异表达基因(DEGs),其中82%为下调基因。全局性变化表现为突触相关基因(如Syngr1、Adgrb
来源:Cell Reports
时间:2025-06-06
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转录因子c-Maf与Mafb的组合调控塑造听觉神经元突触特性的亚型特异性
听觉神经元亚型分化的转录密码:c-Maf与Mafb的组合调控机制引言听觉系统的精确功能依赖于螺旋神经节神经元(SGNs)的突触异质性。尽管谷氨酸能神经递质身份已明确,但突触特征的亚型特异性调控机制仍不清楚。本研究聚焦于碱性亮氨酸拉链转录因子c-Maf和Mafb,解析二者如何通过组合调控塑造SGNs的突触特性。c-Maf与Mafb对突触形态和听觉功能的双重影响通过条件性敲除小鼠模型发现,c-Maf单敲除(cKO)导致突触后密度标志物GluA2斑点体积增大,而Mafb cKO则引起相反表型。双敲除(cDKO)小鼠表现出更严重的突触结构紊乱,包括异常聚集的突触斑块和缺失的突触带,伴随听觉脑干反应(A
来源:Cell Reports
时间:2025-06-06
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幼年大鼠内侧杏仁核中游戏行为的性别差异转录组特征:抑制性神经元的关键作用
研究背景社会性游戏是哺乳动物幼体的保守行为,具有显著的性别差异特征。既往研究表明,雄性大鼠的游戏频率和强度普遍高于雌性,而内侧杏仁核(MeA)是调控这一差异的关键脑区。尽管MeA损伤不会消除游戏行为,但会消除性别差异,提示该区域在性别特异性行为编程中的作用。然而,其分子机制尚不明确。本研究首次通过多组学整合分析,系统解析了游戏行为的性别偏倚转录组特征。实验设计与方法研究团队对出生后26-29天的幼年大鼠进行为期4天的游戏行为测试,根据游戏评分将动物分为高游戏组(MHI/FHI)和低游戏组(MLO/FLO)。通过批量RNA测序(bulk RNA-seq)分析MeA组织的转录组差异,并结合新生大鼠
来源:Cell Reports
时间:2025-06-06
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海马CA1-DG轴低维嵌入图谱揭示时空网络活动模式与γ节律的层间组织
海马网络活动的时空组织引言海马作为记忆与空间认知的核心脑区,其层状结构中蕴含复杂的微环路。尽管已知theta(5-12 Hz)和gamma(25-250 Hz)振荡与信息编码相关,但不同层间活动的时空协调机制仍不明确。本研究通过整合线性硅探针和可移动四极电极技术,构建了海马CA1-DG轴的电生理特征嵌入模型,首次实现了基于LFP波形的精确层间定位。方法创新研究团队采用ISOMAP算法将theta和sharp-wave波形映射到二维特征空间,发现不同层的LFP信号具有独特“指纹”。例如,CA1锥体层通过ripple功率峰值识别,放射层(radiatum)通过sharp-wave电流汇(CSD)定
来源:Cell Reports
时间:2025-06-06
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RNA G-四链体调控TDP43聚集与毒性的机制研究及其在神经退行性疾病治疗中的潜在应用
这项突破性研究揭示了RNA G-四链体(G-quadruplexes, G4s)对TDP43蛋白行为的精妙调控。在生物物理模型和多种细胞系(包括酵母、HEK293T和运动神经元样NSC-34细胞)中,G4结构被证实能显著影响TDP43的体外聚集特性。当细胞遭遇应激时,这些特殊的RNA结构会与TDP43凝聚体发生共定位。有趣的是,用G4处理酵母细胞后,在细胞死亡前会观察到TDP43的异常积累。而在表达TDP43的HEK293T细胞中,G4稳定剂不仅能增强G4结构本身的稳定性,还意外地稳定了TDP43蛋白,有效减轻了由蛋白酶体抑制或氧化应激引发的蛋白异常凝聚。更令人振奋的是,在过表达TDP43的N
来源:Structure
时间:2025-06-06
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人源CPEB3朊病毒淀粉样核心的结构解析揭示其功能调控机制与细胞毒性关联
结构解析揭示CPEB3朊病毒样结构域的调控机制Structural insights into functional regulation of the human CPEB3 prion by an amyloid-forming segmentCPEB3淀粉样核心的结构特征研究团队通过冷冻电镜(cryo-EM)解析了人源CPEB3第一个朊病毒样结构域(PRD1, hCPEB31-217)形成的淀粉样纤维结构。这些在pH 4.5条件下组装的纤维具有536 Å的螺旋周期和-3.32°的左手扭曲。其有序核心(hCPEB3AC)包含L103-F151共49个残基,形成7条β链和5个锐角转折的蛇形折
来源:Structure
时间:2025-06-06
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综述:硬膜外脊髓电刺激治疗运动障碍的潜在机制研究进展
硬膜外脊髓电刺激:解码运动障碍的神经重启密码Enhanced proprioceptive input硬膜外脊髓电刺激(eSCS)的核心机制之一是通过激活脊髓背根中的大直径感觉纤维(如Aα纤维中的Ia/Ib类及Aβ纤维中的II类纤维),显著增强本体感觉输入。这种刺激直接通过Ia传入纤维与α运动神经元形成的单突触连接,或经多突触间接通路募集运动神经元池,从而重构脊髓反射环路。实验证据表明,该过程能精准调控步态周期中拮抗肌群的抑制性环路,为瘫痪肌肉的自主运动恢复奠定基础。Ehancing cortical excitabilityeSCS的疗效不仅限于脊髓层面。研究证实,其通过背柱感觉通路将信号上
来源:Experimental Neurology
时间:2025-06-06
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基于SOD1G93A
小鼠基因表达谱的肌萎缩侧索硬化症症状前预测模型构建及机器学习验证
背景与挑战肌萎缩侧索硬化症(ALS)被称为"渐冻人症",是一种进展迅猛的神经退行性疾病,患者平均生存期仅3-5年。当前临床诊断依赖症状出现后的排除法,确诊时神经元已大量不可逆损伤。SOD1基因突变(如SOD1G93A)是家族性ALS的经典模型,但如何利用其分子特征实现症状前预测仍是空白。研究设计与方法研究人员整合了不同遗传背景SOD1G93A小鼠的腰段运动神经元和脊髓匀浆转录组数据,覆盖症状前至终末期。通过差异表达分析筛选关键基因,采用支持向量机(SVM)、神经网络和线性判别分析(LDA)三类算法构建分类器,并在外周神经和肌肉组织中进行跨组织验证。主要发现分子特征挖掘鉴定出463个差异表达基因
来源:Experimental Neurology
时间:2025-06-06
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基于无偏全脑分析与群体统计的创伤性脑损伤病理负荷量化新方法
在神经科学研究可重复性危机的背景下,创伤性脑损伤(TBI)研究长期面临一个关键矛盾:一方面,病理的空间异质性要求全脑尺度的客观评估;另一方面,传统区域选择(ROI)分析方法虽能获得显著效应量,却因人为划定区域引入选择偏倚,且多重比较校正会削弱统计效力。更棘手的是,临床前神经影像研究缺乏类似临床研究中成熟的群体标准化方法,使得跨实验室数据比对困难重重。为破解这一困局,研究人员在《Experimental Neurology》发表的研究中,构建了一套融合无偏全脑分析和群体统计的创新框架。该团队以成年雄性大鼠为模型,在侧向流体冲击损伤(LFPI)后2天至5个月的关键时间点(n=73损伤组,12假手术
来源:Experimental Neurology
时间:2025-06-06
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团队科学背景下构建协同研究工作流的指南:以RE-JOIN联盟为例
在当今生命科学领域,复杂问题的解决往往需要多学科团队的协同攻关。然而,这种团队科学(Team Science)模式面临一个核心挑战:如何将不同技术平台、不同研究小组产生的海量数据进行有效整合?以关节健康与疼痛研究为例,多中心项目常因数据采集方法、术语定义或存储格式的差异,导致后续分析效率低下甚至结论偏差。这种"数据孤岛"现象严重制约了团队科学潜力的发挥。针对这一难题,RE-JOIN(REstoring JOINt health and function to reduce pain)联盟的研究人员开展了一项方法论研究。该团队发现,成功的数据协调框架需要四个支柱支撑:首先是建立跨学科的共享术语系
来源:Experimental Neurology
时间:2025-06-06
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综述:经验依赖性胶质细胞调控突触重塑与结构可塑性
引言中枢神经系统(CNS)通过整合内在分子信号与感官经验来塑造神经元间的突触连接。这些神经环路在成年后仍保持可塑性以适应环境变化。自Hubel和Wiesel的开创性研究以来,感官经验对突触重塑的作用已被广泛认知,而近年研究发现非神经元细胞——胶质细胞在经验依赖性突触精细化中的关键角色。多种胶质细胞(无脊椎动物胶质细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质谱系细胞)通过协同或独立机制参与这一过程。胶质细胞类型的多样性从果蝇到哺乳动物,胶质细胞表现出功能保守性。果蝇的包裹胶质细胞通过吞噬受体Draper(哺乳动物同源物MEGF10)介导嗅觉经验依赖性突触消除;脊椎动物的星形胶质细胞构成"三联突触",
来源:Current Opinion in Neurobiology
时间:2025-06-06
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基于机器学习增强策略的微型化肝功能检测系统研发与性能验证
1小时)等技术瓶颈。尤其在经济欠发达地区,传统方法难以满足《临床肝病指南》要求的动态监测需求。据世界卫生组织统计,全球每年约200万ALI患者因检测延误错过黄金救治期。中国某研究机构团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表的研究,创新性地将机器学习算法与微型化硬件结合。通过构建四模块CNN架构(含卷积层-ReLU激活函数-池化层)和37±0.4°C精密温控系统,开发出仅手掌大小的检测设备。该系统采用干化学试纸采样,结合灰度处理定量算法(检测限5.47 U/L)和CNN半定量分类(5×ULN),在3分钟内完成检测。验证显示其CV值92%,性能媲美大型设备。关键技术
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-06-06