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  • 综述:星形胶质细胞黏附相互作用和信号通路在调节神经元回路中的细胞生物学

    引言星形胶质细胞是大脑组织中的主要神经胶质细胞类型,在大脑稳态、神经回路的发育、完善和功能中发挥重要作用。它们具有广泛分支的突起,通过突触周围星形胶质细胞突起(PAPs)与数十万个突触接触,形成 “三方突触”,这扩展了经典突触仅由神经元元素组成的观点。尽管近年来对星形胶质细胞在调节神经回路和动物行为方面的重要性有了更多认识,但仍存在许多未知。例如,星形胶质细胞整合到神经回路并控制单个突触的细胞和分子基础尚不清楚,三方突触的形成和动态变化、PAPs 识别和维持合适伙伴的分子机制、PAPs 功能与星形胶质细胞形态复杂性的关系,以及三方突触在不同星形胶质细胞群体中的异质性等问题都有待解决 。研究神经

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:脑类器官模型在自闭症研究中的进展

    引言自闭症谱系障碍(ASD)以复杂的遗传架构和多样行为症状为特征,其病理机制长期困扰学界。近年,源于多能干细胞(PSCs)的脑类器官技术通过模拟人类早期脑发育的多层次过程,成为破解ASD机制的关键工具。这类三维模型不仅能重现皮质发育的时空动态,还揭示了ASD相关基因突变对神经前体细胞周期、神经元命运及突触功能的深远影响。脑类器官:分子、细胞与组织层面的建模利器研究证实,端脑类器官可高度模拟体内皮质发育过程:神经外胚层形成后,放射状胶质细胞(RGCs)经历对称/不对称分裂,产生中间前体细胞(IPCs)和外放射状胶质细胞(oRGCs),最终分化为兴奋性神经元并形成"由内向外"的皮质层结构。单细胞转

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:成瘾可塑性的分子和遗传机制

    引言可塑性(Metaplasticity)指神经元在受到特定刺激后,其突触可塑性能力发生的动态改变。药物滥用是研究可塑性变化的理想切入点,它能诱导突触可塑性发生强烈改变。伏隔核(NAc)在成瘾行为中至关重要,许多滥用药物会增加 NAc 内多巴胺神经传递。尽管多巴胺通过容积传递释放,但只有一小部分 NAc 神经元对药物有反应。目前仍有诸多关键问题待解,如哪些因素决定神经元群体的参与和招募,激活的神经元群体中即刻早期基因(IEG)程序是否相同等,本文将围绕这些问题展开讨论。药物相关神经元群体的形成和演变滥用药物会启动信号级联反应,迅速影响离子通道功能、膜兴奋性、突触结构和 IEG 的转录。通过多种

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:TMC1 和 TMC2 作为听觉中机械电转导离子通道的作用

    引言听觉的产生依赖于耳蜗内的机械电转导机制,该机制能将机械力转化为电信号。柯蒂氏器(organ of Corti)是声音引发机械电转导的起始部位,人类的柯蒂氏器包含超过 16,000 个特殊的机械感受毛细胞,这些毛细胞按音调排列。毛细胞顶端的静纤毛对周围物理环境的位移高度敏感,静纤毛通过顶端连接(tip-link)相互连接,形成高度分级、类似楼梯状的毛束结构。毛细胞的机械敏感性极高,能对广泛频率的声音做出响应,在听觉阈值下,基底膜振动幅度小于 0.1nm,而听觉系统能响应的声音压力范围从 0dB 到超过 100dB,声音幅度差异可达十万倍。当声音引起毛细胞的毛束偏转时,会拉伸静纤毛之间的顶端连

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:神经元发育过程中中心体和非中心体微管成核机制

    微管骨架作为神经元复杂形态构建的核心框架,其动态组装依赖于精密的成核机制。最新冷冻电镜和膨胀显微镜技术揭示了γ-微管蛋白环状复合体(γ-TuRC)的七聚体模块结构——每个模块包含GCP异源二聚体和两个γ-tubulin分子。这个锥形复合体存在"展开"和"早期闭合"两种构象状态,后者通过更好匹配13根原纤维的微管结构而显著提升成核效率。中心体作为早期神经元的主要微管组织中心(MTOC),其微管成核活性受多层次调控。CDK5RAP2通过CM1结构域结合γ-TuRC的MZT2:GCP2模块,不仅推动复合体向闭合构象转变,还能解除肌动蛋白的抑制作用。有趣的是,仅部分γ-TuRC会与CDK5RAP2短暂

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:体液调节

    引言内环境(milieu interieur)的稳定对生存至关重要。其中,体液稳态(homeostasis)确保体液稳定在精确范围内。体液由水和矿物质组成,在外部环境与身体之间,以及内部各腔室(细胞内液 ICF 和细胞外液 ECF)之间不断交换。健康个体的体液总量约占体重的 60%,平均每天消耗和代谢 3 - 4L。在此过程中,渗透压始终维持在 275 - 295mOsmol/kg。急性偏离该平衡会引发口渴或渗透压休克,长期无法维持平衡则会导致糖尿病、心血管疾病和肾衰竭等病理状态。口渴调节体重快速下降 1 - 2% 时会产生口渴感。稳态性口渴是由渗透压和血容量刺激导致的内环境紊乱引起的感觉。因

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:神经递质与神经肽对肠道免疫的调控

    引言神经递质与神经肽作为中枢神经系统(CNS)和周围神经系统(PNS)的核心通讯分子,其作用远超出大脑范畴,直接参与全身稳态调节。近年研究发现,这些分子构成了神经与免疫系统间的“共同语言”——免疫细胞通过表达特异性受体(如乙酰胆碱受体)响应神经信号,而部分免疫细胞甚至能反向分泌神经调节物质(如T细胞产生的乙酰胆碱)。肠道作为此类互作的典型场所,其肠神经系统(ENS)与外源性神经纤维通过释放多巴胺、P物质等分子,精准调控免疫细胞的炎症反应、组织修复及病原体清除功能。肠道神经支配的化学多样性胃肠道受多重神经元支配:肠内固有神经元(如IPANs)感知机械拉伸和管腔刺激,而外源性感觉与自主神经元则传递

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:爆发式放电代表初级感觉皮层中习得的复合刺激

    L2/3 初级感觉皮层保留单一特征输入的图谱在哺乳动物中,现实世界的感觉信息主要通过丘脑皮层投射传递到初级感觉皮层的第 4 层(L4)。与初级感觉皮层不同,高阶皮层区域的 L4 通常较薄或几乎不存在。在每个感觉模态中,L4 往往保持一种拓扑组织,反映了相应感觉末梢基本感觉特征的空间组织,比如视网膜的感受野、耳蜗上皮的频段等。单个 L2/3 锥体神经元接收多种基本特征的汇聚异质输入虽然基本感觉特征的映射已被认知多年,但现实世界中具有行为或认知意义的感觉刺激很少由单一孤立特征构成。像声音、面孔、纹理或熟悉菜肴的独特香气等有意义的刺激,都是多种基本感觉特征的组合。与之相符,小鼠视觉皮层 1 区(V1

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:睡眠期间潜在可塑性机制的上调

    引言昼夜节律常被忽视于啮齿类学习记忆研究中,而睡眠/觉醒状态与昼夜时相协同变化,对记忆处理至关重要。睡眠剥夺会干扰学习,而技术增强的生理睡眠进一步支持其在记忆巩固中的作用。神经元可塑性——定义为活动改变后的持久功能变化——是学习记忆的细胞基础,但睡眠促进可塑性的机制仍不明确。基础睡眠中的可塑性悖论即使缺乏重塑刺激(如标准饲养条件下无新异经验),动物仍表现出强烈的睡眠-觉醒周期,并对睡眠剥夺产生稳态压力。尽管赫布型长时程增强(LTP)——许多学习形式的基础——在此类条件下未被激活(突触后指标如mEPSC振幅、AMPAR/NMDAR比率在睡眠与觉醒间无差异),但睡眠仍持续上调与可塑性相关的分子和生

    来源:Current Opinion in Neurobiology

    时间:2025-05-07

  • 综述:剪接与否:神经系统疾病中的假外显子及干预机会

    引言在人类遗传疾病研究中,寻找致病突变时多关注编码区突变。外显子组分析虽能找到部分突变,但仅能为不到 60% 的患者提供答案。高达 30% 的疾病相关遗传变异影响顺式作用剪接基序,这些突变对剪接的影响因情况而异,还可能产生多种剪接变体,增加了致病性预测的难度。其中,激活假外显子的突变尤其难以预测。携带假外显子的转录本通常保留完整功能编码序列,若能用剪接调节反义寡核苷酸(ASO)将假外显子从成熟转录本中排除,有望生成正常功能的 mRNA,因此精准鉴定假外显子突变可为靶向治疗带来机会。前体 mRNA 剪接、剪接基序突变与疾病多数人类基因含有内含子,转录后形成的前体 mRNA 需经过剪接过程,由剪接

    来源:Current Opinion in Genetics & Development

    时间:2025-05-07

  • 综述:解锁再生:部分重编程与组织愈合的相似之处

    OSKM 重编程的研究背景细胞重编程领域取得了诸多突破,其中将分化细胞转化为多能细胞意义重大。1962 年 John Gurdon 将肠上皮细胞核转移到去核卵母细胞中,成功产生了有活力的受精卵 。后来通过体细胞与多能细胞融合 ,以及转录因子(如 MyoD)等方式也实现了细胞重编程 。2006 年,Takahashi 和 Yamanaka 发现添加 Oct4、Sox2、Klf4 和 C-Myc(OSKM)这四个转录因子,可将体细胞重编程为诱导多能干细胞(iPSCs) ,为再生和细胞治疗开辟了新途径。OSKM 作为先锋转录因子,在细胞重编程过程中发挥关键作用。早期,外源性 OSKM 表达会使细胞经

    来源:Current Opinion in Genetics & Development

    时间:2025-05-07

  • 综述:不完美的隐藏代价:蛋白质聚集疾病中的转录错误

    生命完美的错觉乍看之下,生命仿佛是精准和谐的杰作,单细胞内分子过程紧密协作维持生存。但深入探究会发现,生命并非完美无瑕,而是充满混乱和错误。就像莫奈的画作,远看完美,近看则是杂乱的笔触。生命系统也在熵的边缘维持平衡,这种不完美引发了对生物保真度极限的思考。生物保真度的极限“生物保真度” 用于描述蛋白质或酶催化反应时的准确性。以 DNA 聚合酶为例,它在复制基因组时需准确配对碱基,任何偏差都是生物错误。尽管 DNA 聚合酶对生命延续至关重要,但它并不完美,人类细胞中主要复制性 DNA 聚合酶每 10 万个碱基就会掺入约 1 个错误核苷酸。为降低错误率,自然界进化出 3′→5′核酸外切酶 “校对”

    来源:Current Opinion in Genetics & Development

    时间:2025-05-07

  • 综述:神经元中多细胞器介导的 mRNA 定位及其与疾病的联系

    引言大脑功能的实现依赖于神经元蛋白质组在时空上的精准调控。神经元通过将 mRNA 运输到神经突进行局部翻译,以此适应神经元远端区域蛋白质组的需求。mRNA 定位和局部翻译对于神经元的正常功能和维持至关重要,一旦这些过程失调,便可能引发神经系统疾病。如今,越来越多的研究表明,细胞器在树突和轴突中 mRNA 定位及局部翻译的调控中发挥着关键作用。本文将探讨细胞器介导 mRNA 定位的现有证据,并梳理相关未解决的问题。神经元的正常发育和功能,需要蛋白质在不同神经元亚区室(如胞体、树突、轴突、生长锥、突触)进行严格的时空定位。为实现这一目标,神经元在一定程度上依赖于 mRNA 定位和局部蛋白质合成。大

    来源:Current Opinion in Genetics & Development

    时间:2025-05-07

  • 综述:神经发育障碍中RNA甲基化修饰的改变

    RNA甲基化修饰与神经发育障碍的关联RNA代谢是蛋白质合成、分子降解和运输的核心过程,而RNA甲基化通过影响mRNA、非编码RNA、tRNA和rRNA的加工,在神经发育中扮演关键角色。近年研究发现,RNA甲基化效应蛋白(如甲基转移酶writer、去甲基酶eraser和结合蛋白reader)的基因突变会导致智力障碍(ID)、自闭症谱系障碍(ASD)等神经发育疾病。RNA甲基化效应蛋白基因突变与神经发育疾病m5C甲基转移酶NSUN家族基因突变是典型代表。例如:NSUN2突变引起常染色体隐性(AR)ID,并关联Dubowitz综合征和ASD。功能研究表明,NSUN2缺失会损害神经前体细胞迁移和分化。

    来源:Current Opinion in Genetics & Development

    时间:2025-05-07

  • 综述:R 环在神经退行性疾病中的作用

    R 环在神经退行性疾病中的作用神经退行性疾病(NDDs)是一类与神经元进行性丧失相关的疾病,其病理机制复杂,涉及多个方面。近年来,R 环在 NDDs 中的作用逐渐受到关注。R 环是转录过程中形成的非经典核酸结构,由 RNA/DNA 杂交链和一条单链 DNA(ssDNA)组成,它在细胞过程中具有重要调节作用,但也与多种疾病的病理相关。神经退行性疾病的特征NDDs 具有八个主要特征:蛋白质聚集、突触和神经元网络功能障碍、蛋白质稳态异常、细胞骨架异常、能量稳态改变、DNA 和 RNA 缺陷、炎症以及神经元细胞死亡。这些特征相互关联,表明神经元的脆弱性源于多种病理特征的组合。NDDs 的病理大多与非分

    来源:Current Opinion in Genetics & Development

    时间:2025-05-07

  • 综述:RNA疗法在神经发育障碍中的最新进展

    神经发育障碍的遗传基础神经发育障碍(NDD)影响约15%的儿童及青少年,包括智力障碍(ID)、自闭症谱系障碍等。其核心病因是基因突变导致的功能获得(GOF)或功能缺失(LOF),例如UBE3A基因母系印记缺失引发Angelman综合征(AS),而MECP2基因重复则导致甲基CpG结合蛋白2重复综合征(MDS)。转录后调控的靶向治疗策略RNA疗法通过干预转录后调控(如剪接、降解)纠正基因表达。例如,靶向UBE3A-ATS的反义寡核苷酸(ASO)可激活父系UBE3A表达,逆转AS模型小鼠症状;针对MECP2重复的ASO则通过降解过量mRNA缓解MDS表型。功能获得性疾病的ASO干预发育性癫痫性脑病

    来源:Current Opinion in Genetics & Development

    时间:2025-05-07

  • 综述:不再空谈:评估毒性外显子作为神经发育障碍治疗靶点的潜力

    引言前体 mRNA 剪接是 mRNA 从细胞核输出到细胞质进行翻译的关键加工步骤。剪接体负责识别内含子的剪接位点并去除内含子,连接外显子形成成熟 mRNA。可变剪接能使单个前体 mRNA 产生多种成熟 mRNA 产物,增加转录组和蛋白质组的多样性。编码外显子的可变剪接可从单个基因产生多种蛋白质异构体。而可变剪接若导致含有提前终止密码子(PTC)的外显子被纳入,mRNA 在输出到细胞质后就会成为无义介导的 mRNA 降解(NMD)的靶标。NMD 最初被认为只是一种降解含有 PTC 异常 mRNA 的监控机制,当 PTC 位于外显子 - 外显子连接复合体上游至少 50 - 55 个核苷酸处时,会激

    来源:Current Opinion in Genetics & Development

    时间:2025-05-07

  • 综述:多磷酸盐:细胞中的瑞士军刀

    引言无机多磷酸盐(polyP)这种由多达1000个磷酸基团组成的古老多聚物,被认为是地球早期生命的关键能量载体。从细菌的应激反应到哺乳动物的凝血与神经退行性疾病,polyP展现出惊人的功能多样性。尽管其细菌合成酶(PPK)早在20世纪被发现,但哺乳动物中polyP的代谢途径仍存在大量未知。合成和降解哺乳动物细胞中polyP的浓度因组织类型和年龄差异显著,但检测技术的进步(如改良提取方法)推动了研究进展。值得注意的是,通过异源表达细菌多磷酸盐激酶(PPK)或外切酶(PPX)可人为调控细胞内polyP水平,这为功能研究提供了关键工具。亚细胞定位肝脏细胞器分离实验显示polyP主要富集于细胞核和质膜

    来源:Current Opinion in Biotechnology

    时间:2025-05-07

  • 综述:微生物合成多酚类化合物的研究进展

    Introduction多酚(polyphenols)作为植物源次级代谢产物,以其抗氧化、抗炎和抗菌特性闻名,其中黄酮类(flavonoids)因结构多样性和医学价值备受关注。传统植物提取法受限于低丰度及类似物分离困难,而微生物合成(如大肠杆菌Escherichia coli、酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae)通过重构莽草酸途径(shikimate pathway)实现了高效生产。Polyphenol pathways and host choice of pathway engineering莽草酸途径是合成多酚的核心,将磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)和赤藓糖-4-磷酸转

    来源:Current Opinion in Biotechnology

    时间:2025-05-07

  • 太赫兹辐射:开启神经元调控新大门,助力神经疾病治疗新突破

    在科技飞速发展的今天,生命科学领域对于微观世界的探索不断深入,其中太赫兹辐射在生物医学方面的研究逐渐成为热点。太赫兹辐射(Terahertz radiation,THz)是介于微波和红外光之间的电磁波,频率在 0.1 - 10 THz。许多生物分子能与太赫兹波段的能量相互作用,这意味着它有可能影响生物分子的功能。然而,在神经元研究方面,尽管有研究表明太赫兹辐射能影响神经元的形态和动力学特性,但仍存在诸多未知。比如,太赫兹辐射对神经元形态的调控模式,尤其是短期累积辐射和长期辐射的影响尚不明确;神经元形态变化与放电特性之间的相关性也有待揭示。这些未知阻碍了太赫兹技术在神经医学领域的进一步应用,因此

    来源:Brain Research Bulletin

    时间:2025-05-07


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