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基于质谱成像技术揭示胶质母细胞瘤细胞固有代谢表型的研究
在肿瘤研究领域,胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GB)作为成人最常见的恶性脑肿瘤,其复杂的代谢异质性一直是精准治疗的瓶颈。过往基于转录组的分型虽尝试预测预后和治疗敏感性,但代谢表型的细胞内在性与微环境影响的博弈始终未明确。如何解析肿瘤细胞代谢表型的根源,成为突破治疗困境的关键。剑桥大学癌症研究 UK 剑桥研究所的研究团队在《Nature Metabolism》发表的研究,通过创新的代谢成像技术,为这一难题提供了新解。研究团队以 3 名患者(2 例 GB 和 1 例腺癌脑转移)为研究对象,在手术前通过静脉输注 [U-¹³C] 葡萄糖,利用质谱成像(Mass Spectrometry I
来源:Nature Metabolism
时间:2025-05-20
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跨眼跳空间更新的神经回路模型与感知错位机制解析
当眼球快速转动(眼跳/saccade)时,视网膜图像会发生剧烈变化,但大脑却能神奇地维持稳定的空间感知。这项研究揭示了背后的神经计算密码:在侧顶叶区(LIP)和额叶眼区(FEF)中,神经元通过中心兴奋/周边抑制的连接方式,将刺激的视网膜位置编码为群体活动模式。当眼跳发生时,来自运动系统的放电信号(CD)会激活特定方向的连接,使神经活动像传送带一样持续向后移动(相当于感受野/RF向前重映射),最终完成眼跳向量的精确抵消。有趣的是,这套精密的系统却会对瞬时闪光刺激"判断失误"。在眼跳开始前后出现的闪光,由于视觉响应延迟和CD信号的时间特性,会导致群体活动更新不完整:眼跳前的闪光被过度前移(前向错位
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-20
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果蝇听觉神经群体编码机制研究:自适应累积模型解析长时声通讯序列的神经响应
动物社会通讯常依赖跨长时程的声信号序列,听觉神经回路如何响应这类输入以引导行为仍未明确。本研究以黑腹果蝇(Drosophila)求偶声通讯为对象 —— 雄蝇通过长时多变的求偶歌曲求偶,雌蝇作出行为响应。研究对比线性 - 非线性特征检测模型与非线性累积模型对雌蝇神经活动(头固定记录)和自由求偶行为的解释能力,发现两者均能拟合神经数据,但累积模型更优预测雌蝇求偶期间的运动行为,优于其他替代预测因子。机制分析表明,该模型依赖神经元异质非线性适应(heterogeneous nonlinear adaptation)与慢整合(slow integration)过程。进一步模拟揭示,适应性可在整合前对声
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-20
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雄性小鼠通过化学感觉推断优势等级的研究
摘要社会优势等级对动物群体资源分配和冲突避免至关重要。个体可通过追踪过往冲突结果判断相对地位,如攻击训练和 “赢家效应”(successive wins increase future victory likelihood)。然而,通过对手优势地位信息评估相对等级可能更高效。本研究利用雄性小鼠的管测试(tube test)分析发现,稳定等级不依赖固定行为特征,小鼠可通过检测可扩展化学感觉等级线索推断陌生对手等级。感觉消融实验显示,嗅觉(main olfactory epithelium, MOE)和犁鼻器(accessory olfactory bulb, AOB)线索均足以进行等级评估,表明
来源:Current Biology
时间:2025-05-20
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GPR158-PLCXD2 复合体调控树突棘装置丰度与树突棘成熟的机制研究
突触细胞器含量的恰当调控对正常神经传递至关重要。Verpoort 等人发现一种由 G 蛋白偶联受体(GPCR)GPR158 和组成型活性磷脂酶 C(PLC)家族成员 PLC X 结构域包含蛋白 2(PLCXD2)组成的突触后受体复合体,其可控制树突棘装置(SA,一种存在于部分树突棘中的内质网相关细胞器)的丰度,从而确保树突棘结构和功能的正常成熟。体内对小鼠皮层神经元的稀疏基因操作表明,在缺乏 GPR158 的情况下,不受抑制的 PLCXD2 活性会阻碍突触后 SA 的整合,并妨碍树突棘结构和功能的成熟。细胞外硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPG)结合可调节 GPR158-PLCXD2 的相互作用,为
来源:Developmental Cell
时间:2025-05-20
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综述:基于压电和摩擦电技术的电疗与健康监测
压电与摩擦电技术在电疗及健康监测中的研究进展引言现代医学对可穿戴及植入式医疗设备(MDs)需求日益增长,但其依赖电池的现状面临诸多局限:植入式设备需侵入性更换电池、存在感染风险且受尺寸制约;可穿戴设备续航有限、体积笨重。传统能源方案如热能收集(人体温差 ΔT≅1 K)、光伏技术(依赖光照)、生物燃料电池(稳定性不足)均难以满足需求。机械能量收集技术脱颖而出,其中压电纳米发电机(PENGs)和摩擦电纳米发电机(TENGs)可高效转化人体运动能量,为设备供电并直接用于生物医学应用,如健康监测、神经刺激疗法和伤口愈合。压电纳米发电机(PENGs)PENGs 基于压电效应工作:当不对称晶体材料受机械形
来源:Biomaterials
时间:2025-05-20
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优化用于基底神经节疾病的腺相关病毒衣壳展现出强大效力与广泛分布性
在神经退行性疾病的治疗领域,如何将治疗性生物分子精准递送至深脑结构一直是困扰科学家的难题。以亨廷顿病(HD)为例,其病变涉及基底神经节的纹状体、苍白球等深部核团以及皮层区域,传统的脑内或血管内给药方式难以有效覆盖这些区域。经脑内注射虽能提高靶向性,但组织分布局限于注射部位,面对大体积脑结构需多次注射;静脉注射虽可通过血脑屏障(BBB)修饰衣壳实现中枢神经系统(CNS)广泛转导,却存在靶向效率低、外周毒性及免疫反应等问题。因此,开发既能高效穿透深脑结构、又具备跨物种适用性的基因治疗载体成为迫切需求。为攻克这一难题,美国费城儿童医院(The Children’s Hospital of Phila
来源:Nature Communications
时间:2025-05-20
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无序蛋白及其凝聚体的酶促磷酸化分子模拟研究揭示TDP-43病理调控新机制
在神经细胞错综复杂的分子世界中,TDP-43蛋白扮演着关键角色,但其异常聚集却是肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆等神经退行性疾病的标志。更令人困惑的是,这种蛋白在病理状态下会经历异常磷酸化,而激酶CK1δ催化的磷酸化事件竟可能具有神经保护作用。这些看似矛盾的现象背后,隐藏着关于无序蛋白(IDP)动态修饰与相变调控的未解之谜。德国美因茨大学等机构的研究团队在《Nature Communications》发表的研究中,通过创新性的计算模拟方法揭开了这一谜团。研究人员构建了粗粒化(coarse-grained)分子动力学模型,结合马尔可夫状态模型(MSM)验证热力学一致性,首次实现了对CK1δ
来源:Nature Communications
时间:2025-05-20
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基于动力学的非线性流形对齐稳定脑机接口
脑机接口(Brain-Computer Interface, BCI)被誉为连接大脑与外部世界的 “数字桥梁”,在帮助瘫痪患者恢复运动功能等领域展现出巨大潜力。然而,颅内脑机接口(intracortical brain-computer interfaces, iBCIs)在实际应用中面临一个棘手难题:神经接口的不稳定性会导致解码性能随时间下降。由于电极位置变化、细胞死亡等因素,被监测的神经元群体不断变化,神经信号与运动意图之间的关系也随之改变,使得解码器需要频繁进行有监督的重新校准,这不仅给患者带来负担,还严重阻碍了 iBCIs 的临床推广。为突破这一瓶颈,美国埃默里大学和佐治亚理工学院等机
来源:Nature Communications
时间:2025-05-20
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单细胞 RNA 测序揭示 FUS 和 TARDBP 型肌萎缩侧索硬化运动神经元特有的早期线粒体功能障碍
肌萎缩侧索硬化(ALS)如同笼罩在医学界的一团迷雾,这种致命疾病会无情地侵蚀运动神经元,导致患者肌肉萎缩、瘫痪,直至呼吸衰竭。目前,尽管已知 FUS、TARDBP 等基因突变与家族性 ALS 密切相关,但运动神经元选择性退化的具体机制却如同隐藏在重重云雾之中 —— 究竟这些突变是通过 “功能获得” 还是 “功能丧失” 引发病变?不同基因突变之间是否存在共同的致病通路?为何运动神经元对这些突变如此敏感?这些问题一直困扰着科研人员。为了拨开这些迷雾,来自瑞典斯德哥尔摩大学、卡罗林斯卡学院以及英国伦敦国王学院等机构的研究团队展开了深入探索,相关研究成果发表在《Nature Communication
来源:Nature Communications
时间:2025-05-20
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早期精神病患者的 glymphatic 清除功能降低及其与神经炎症、认知功能的关联研究
精神病涉及神经炎症和氧化应激,二者均会影响脑内类似淋巴的液体运输系统 ——glymphatic 系统。目前尚不清楚早期精神病是否与 glymphatic 功能受损相关。静息态功能磁共振成像(fMRI)显示,在多种神经退行性疾病中,皮质血氧水平依赖(BOLD)信号与脑室脑脊液(CSF)流动的耦合关系与脑废物清除(glymphatic 系统的关键功能)相关,但该关联在精神病或其他精神疾病人群中尚未被研究。在一项大型数据集(总 n =137,年龄 = 23.86±4.16)中,研究发现早期精神病患者中以 BOLD-CSF 耦合标记的 glymphatic 清除功能较健康对照组更弱且更延迟。非情感性和
来源:Molecular Psychiatry
时间:2025-05-20
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Down 综合征 - 阿尔茨海默病患者大脑中载脂蛋白 E 丰度升高及其对疾病机制的启示
阿尔茨海默病(AD)作为一种常见的神经退行性疾病,给全球带来了沉重的医疗和社会负担。而 Down 综合征(DS)患者由于 21 号染色体三体(trisomy 21),更是 AD 的高危人群,超过半数 DS 患者在 55 岁时会发展为临床痴呆。目前已知 DSAD 的发病与 21 号染色体上的淀粉样前体蛋白基因(APP)拷贝增加导致淀粉样 β(Aβ)肽生成增多有关,但除 APP 外,21 号染色体上其他基因如何影响 DSAD 的分子进程,以及 DSAD 与普通人群 AD 在分子层面的差异尚不清楚。此外,转录组的变化是否会在蛋白质水平体现,也缺乏相关研究。因此,深入探究 DSAD 独特的分子机制,对
来源:Acta Neuropathologica
时间:2025-05-20
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血清 sEV miRNA 作为髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病生物标志物的研究
在神经系统疾病的诊断领域,髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病(MOGAD)一直是临床和科研的难点。作为一种与多发性硬化(MS)、视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)不同的中枢神经系统(CNS)脱髓鞘疾病,MOGAD 的诊断依赖临床排除相似病症及检测抗体,但检测结果变异大、低阳性结果可靠性不足等问题显著,且其生物标志物研究远少于 MS 和 NMOSD。因此,寻找高效的诊断和预后生物标志物,成为提升 MOGAD 诊疗水平的关键。韩国成均馆大学等机构的研究人员针对这一困境,开展了血清来源小细胞外囊泡(sEV)微小 RNA(miRNA)作为 MOGAD 生物标志物的研究。该研究成果发表在《Molecul
来源:Molecular Neurobiology
时间:2025-05-20
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综述:慢性缺血后疼痛(CPIP)发展中涉及的离子通道和 G 蛋白偶联受体:复杂区域疼痛综合征(CRPS-I)模型
慢性疼痛是一种超越生理必要的身心感受,复杂区域疼痛综合征(complex regional pain syndrome, CRPS)作为慢性原发性疼痛疾病,可在肢体创伤(如手术、缺血、骨折)后发生。其分为两型:无初始神经损伤的 CRPS-I 型与伴部分或完全神经损伤的 CRPS-II 型。目前 CRPS-I 的发病机制尚未完全阐明,这导致缺乏标准化药物治疗,患者饱受痛苦。临床前研究常借助 CRPS-I 模型(如慢性缺血后疼痛模型,chronic post-ischemic pain, CPIP)探究疼痛激活通路,其中 G 蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors,
来源:Molecular Neurobiology
时间:2025-05-20
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综述:非编码 RNA 赋予学习和记忆的分子及细胞底物能动性
引言大脑通过实时处理和整合信息控制复杂行为,经验塑造终身学习与记忆。神经元中信息的编码、存储和回忆是核心,但百年来其分子机制尚未完全揭示,部分源于技术限制及研究侧重蛋白功能。脑适应依赖基因表达网络、突触蛋白网络动态变化、染色质结构、神经递质信号等多分子过程的协同,而协调这些机制形成记忆的奥秘正逐步被非编码 RNA(ncRNA)研究破解。过去认为基因组仅小部分编码蛋白,其余为 “垃圾”,但新技术揭示数千种细胞特异性 ncRNA,如微小 RNA(miRNA,~22 bp)、环状 RNA(circRNA)和长链非编码 RNA(lncRNA,>200 nt)。它们在哺乳动物脑内丰富表达,参与细胞
来源:Current Opinion in Neurobiology
时间:2025-05-20
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电针通过激活岛叶皮层μ阿片受体抑制GABA能神经元缓解疼痛感觉记忆与厌恶记忆相关行为复发
慢性疼痛如同挥之不去的阴影,其核心难题在于疼痛记忆的顽固性——即便组织损伤已愈合,大脑仍会"记住"疼痛,导致感觉异常和情绪障碍反复发作。这种疼痛记忆包含感觉记忆(对痛觉本身的记忆)和情感记忆(对疼痛伴随负面情绪的记忆),两者相互交织形成恶性循环。现有研究虽发现岛叶皮层(Insular Cortex, IC)是整合疼痛与情感信息的关键脑区,但其中GABA能神经元如何调控疼痛记忆复发,以及μ阿片受体(μ-opioid receptors, MORs)是否参与这一过程,仍是未解之谜。更棘手的是,临床上缺乏能同时干预疼痛感觉和情感维度的有效疗法。浙江中医药大学的研究团队独辟蹊径,将传统电针疗法与现代神
来源:Brain Research Bulletin
时间:2025-05-20
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综述:健康与疾病中的神经铁死亡
铁死亡(ferroptosis)是一种依赖铁的磷脂过氧化导致细胞膜破坏的程序性细胞死亡方式。因其在脑内的独特环境,神经铁死亡(neuroferroptosis)成为研究焦点。脑内高脂质含量、铁水平及氧代谢率,使其对铁死亡易感。神经元具有极大的表面积和高代谢需求,需依赖特定机制(如脂质抗氧化剂)持续保护质膜免受脂质过氧化损伤。研究表明,铁死亡与神经退行性疾病、缺血性损伤密切相关,同时也逐渐被发现参与神经元重编程等生理过程。星形胶质细胞(astrocyte)通过为神经元提供代谢支持,助力其抵御铁死亡。而小胶质细胞(microglia)中的铁死亡信号可向星形胶质细胞和神经元扩散损伤,凸显了神经铁死亡
来源:Nature Reviews Neuroscience
时间:2025-05-20
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小鼠药物诱导寿命延长和体重减轻的性别特异性研究
衰老是一个复杂的生物学过程,如何延长健康寿命一直是生命科学领域的核心问题之一。目前,尽管许多研究通过模型生物筛选出多种可能延长寿命的化合物,但这些干预措施的效果往往存在性别差异,且药物诱导的体重变化与寿命延长之间的关系尚不明确。例如,热量限制(CR)作为最经典的长寿干预手段,其作用机制是否与体重变化直接相关仍需深入探讨。此外,传统研究中对性别因素的忽视可能导致结果的片面性,无法全面揭示衰老的生物学机制。因此,系统分析药物干预下寿命与体重变化的性别特异性差异,对于准确评估抗衰老药物的效果及机制至关重要。英国伯明翰大学(University of Birmingham)的研究人员开展了相关研究,旨
来源:npj Aging
时间:2025-05-20
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缺血性脑卒中合并活动性癌症患者的血管内治疗:大学卒中中心数据的回顾性分析
研究背景在医学领域,癌症与心脑血管疾病如同两座 “大山”,时刻威胁着人类健康。当活动性癌症(Active Cancer, AC)遇上缺血性脑卒中(Ischemic Stroke, IS),情况更是复杂棘手。癌症患者常因高凝状态(如凝血因子异常、血小板活化等),使得缺血性脑卒中的发生风险显著增加,这类特殊的脑卒中甚至被定义为 “癌症相关卒中(Cancer-Related Stroke, CRS)”。然而,对于这类患者的治疗却存在诸多争议与挑战。传统的静脉溶栓(Intravenous Thrombolysis, IVT)治疗,因担心癌症患者出血风险较高,临床应用常受限,且相关指南对癌症患者的溶栓适
来源:Neurological Research and Practice
时间:2025-05-20
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牙源性低磷酸酯酶症神经嵴定向条件性敲除小鼠模型的牙槽骨缺损与愈合障碍研究
牙齿健康与全身骨骼代谢密切相关,低磷酸酯酶症(HPP)作为一种因组织非特异性碱性磷酸酶(TNAP,由 ALPL 基因编码)功能丧失突变引发的遗传性代谢疾病,正逐渐成为口腔医学与骨科学领域的研究焦点。HPP 临床表现差异显著,其中牙源性低磷酸酯酶症(odonto HPP)尤为特殊,它选择性影响颅面结构,导致牙釉质、牙本质、牙槽骨发育异常及无细胞牙骨质缺失,进而引发牙齿脱落。然而,传统的全局 Alpl 敲除小鼠因早期致死性,无法用于长期牙牙槽组织发育及治疗研究,且现有模型难以精准模拟人类 odonto HPP 的牙源性缺陷。因此,构建一种能够特异性再现颅面及牙牙槽组织病变、且可存活至成年的 HPP