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  • 7T 磁共振成像:解锁个体大脑多模态精准映射的奥秘

    在探索人类大脑奥秘的征程中,神经影像学一直发挥着关键作用。它就像一把神奇的钥匙,让科学家们能够在不侵入人体的情况下,大规模地研究大脑的结构和功能网络。然而,这把 “钥匙” 目前还存在一些 “瑕疵”。大多数人类 MRI 研究在短暂的扫描过程中收集的个体特异性数据有限,这使得标准的神经影像学研究主要围绕群体平均数据展开。虽然这些群体数据揭示了大脑组织的基本原理,但却限制了 MRI 在个体层面的特异性和临床应用价值。比如说,在诊断某些脑部疾病时,由于忽视了个体大脑的独特性,可能会导致误诊或治疗方案不够精准。为了攻克这些难题,来自麦吉尔大学(McGill University)的 McConnell

    来源:Scientific Data

    时间:2025-03-30

  • 基于全身惯性测量单元的成年人日常任务运动数据集:探索年龄差异与应用潜力

    在人类的生活中,运动是与周围环境互动的基础,对于老年人来说,良好的运动能力更是维持自主生活的关键。然而,随着年龄的增长,大脑和身体结构会发生变化,例如脑容量缩小、身体关节活动范围减小等,这会导致老年人运动规划和执行能力受限,出现运动波动增加或灵活性降低的情况。而且不同个体的运动学变异性也存在差异,这在一定程度上与神经变异性有关。但目前在运动研究领域,缺乏能够代表年轻人和老年人日常全身运动的相关数据,现有的基于各种传感器的数据集,通常聚焦于年轻人或中年人执行的特定运动类别,难以全面反映不同年龄段人群的运动特征。为了解决这些问题,来自德累斯顿工业大学(Technische Universität

    来源:Scientific Data

    时间:2025-03-30

  • 当大脑与心脏 “碰撞”:深入探究经导管主动脉瓣植入术(TAVI)并发卒中的治疗路径

    在医学领域,随着人口老龄化,严重主动脉瓣狭窄成为常见需干预的原发性瓣膜疾病。经导管主动脉瓣植入术(TAVI)自 2002 年首次开展后,应用范围不断扩大,从最初用于无法手术的患者,到如今在低手术风险患者中也广泛使用。TAVI 手术量逐年增加,相关并发症如住院死亡率、血管并发症等都有所下降,但围手术期卒中和 30 天卒中发生率却一直居高不下且稳定 。急性缺血性卒中并发 TAVI(AISCT)不仅会导致患者在重症监护室停留时间延长、整体住院时间变长、生活质量下降,还会增加死亡率。而且目前缺乏能有效预测 AISCT 的高质量模型或风险评分,尽管有脑栓塞保护装置(CEPDs),却没有策略能持续预防 A

    来源:Cardiovascular Intervention and Therapeutics

    时间:2025-03-30

  • 基于原子环境建模的蛋白质序列设计新方法LigandMPNN:突破非蛋白分子互作设计瓶颈

    在生命科学领域,蛋白质设计犹如"分子乐高",科学家们试图通过精确排列氨基酸序列来构建具有全新功能的蛋白质。然而,当这些蛋白质需要与药物、金属离子或DNA等非蛋白分子相互作用时,设计过程就变得异常复杂。传统方法如Rosetta虽然强大,但需要针对每种新配体定制能量参数,耗时且依赖专家经验。而新兴的深度学习方法如ProteinMPNN又无法处理非蛋白原子信息,导致酶活性中心或小分子结合位点的设计成为瓶颈。华盛顿大学David Baker团队在《Nature Methods》发表的这项研究,通过开发LigandMPNN模型成功解决了这一难题。该模型创新性地将蛋白质骨架和配体原子整合到统一的图神经网络

    来源:Nature Methods

    时间:2025-03-29

  • 生命与宇宙的计算能力:量子超辐射态在真核生物信息处理中的极限探索

    在浩瀚宇宙与微观生命的交汇处,一个令人震撼的科学谜题正在被揭开:地球上所有生命体的信息处理能力究竟能达到什么极限?传统观点认为,以Hodgkin-Huxley神经元为模型的动物神经系统设定了生命计算的基准,但这种认知忽略了占生物量主体的无神经生物。更关键的是,生命系统是否可能突破经典物理的限制,利用量子效应实现远超想象的信息处理能力?这项发表在《SCIENCE ADVANCES》的研究带来了颠覆性发现。研究团队通过量子力学框架重新定义了生命的计算能力上限。他们发现真核生物细胞骨架中的蛋白质纤维网络能够形成特殊的量子态——单光子超辐射态(∣W〉),其计算速度可达1013次逻辑运算/秒,比传统神经

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-03-29

  • AS3MTd2d3异构体:揭开精神分裂症早期神经发育异常的关键 “钥匙”

    精神分裂症(Schizophrenia,SZ)作为一种严重的精神障碍,如同隐藏在大脑中的 “恶魔”,影响着全球约 1% 的人口。患者常出现认知、情感及社交方面的缺陷,同时大脑结构也会发生改变,比如脑室扩大。然而,其背后的具体发育过程和分子机制却如同迷雾一般,一直未被完全揭开。众多全基因组关联研究表明,AS3MT(arsenite methyltransferase,亚砷酸盐甲基转移酶)基因的遗传变异与 SZ 密切相关,特别是 AS3MTd2d3异构体的表达增加。但这个异构体在大脑发育过程中究竟扮演着怎样的角色,此前却鲜有人探究。为了深入了解 SZ 的发病机制,来自 Pohang Univers

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-03-29

  • 间歇性禁食提升雄性生殖力:色氨酸 - 血清素通路的关键作用

    ### 研究背景衰老对雄性生殖能力的影响广泛存在,不仅涉及生理层面的内分泌系统、睾丸组织以及精子质量的改变,还包括行为学上性欲的下降。在人类中,26% 的 70 岁及以上男性存在性欲缺乏的问题,衰老更是男性低性欲障碍(HSDD)的重要风险因素 。在实验小鼠中,随着年龄增长,雄性生育能力同样降低,表现为精子数量减少、异常精子比率增加以及受精能力下降,同时交配行为也出现异常,参与性活动减少且完成交配序列的成功率降低。饮食限制(DR)在多个物种中展现出延长寿命和改善年龄相关疾病的作用,其中间歇性禁食(IF)是一种特殊的饮食限制方式。在 IF 实验中,小鼠会经历禁食期和自由进食期交替的过程,例如每隔一

    来源:Cell Metabolism

    时间:2025-03-29

  • 应激依赖性TDP-43 SUMO化程序维持神经元功能——揭示神经退行性疾病的新机制

    在神经退行性疾病研究领域,TDP-43蛋白异常沉积如同一个顽固的谜题——它出现在97%的肌萎缩侧索硬化症(ALS)和45%的额颞叶痴呆(FTD)患者脑中,却仅有不到1%病例由TARDBP基因突变直接引起。这种矛盾暗示着环境因素与衰老过程可能通过某种分子机制"劫持"了TDP-43的正常功能。更令人困惑的是,作为RNA结合蛋白的TDP-43为何会在应激条件下逃离细胞核,形成病理性聚集体?这些未解之谜正是加拿大渥太华大学脑与精神研究所Maxime W.C. Rousseaux团队在《Molecular Neurodegeneration》发表的重要研究试图解答的核心问题。研究人员采用多学科交叉方法展

    来源:Molecular Neurodegeneration

    时间:2025-03-29

  • 下丘脑室旁核多巴胺能神经元在进食与肥胖中的关键作用

    野生动物的进食行为受进食阶段重复周期(食物获取、消耗和终止)的影响。然而,控制食物消耗阶段的神经回路仍不明确。在本研究中,发现下丘脑室旁核(PVH)的多巴胺能神经元延长了食物消耗阶段。这些神经元还通过激活外侧缰核(LHb)中的 D2 受体增加了每餐的摄入量。此外,在肥胖期间,这些神经元中多巴胺合成的限速酶水平上调,并且通过表观遗传机制促进了肥胖的发展。这些发现表明,PVH 多巴胺能神经元在促进食物消耗和诱导肥胖方面发挥着关键作用。

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-03-29

  • 综述:人工智能在酶功能分类中的应用

    Highlights近年来,计算生物学(Computational Biology)的快速发展,尤其是深度学习(Deep Learning, DL)模型的突破,极大加速了酶功能的发现与注释进程。通过整合序列、结构及进化等多维度数据,研究者已开发出多种高效的特征提取方法,结合机器学习(Machine Learning, ML)算法(如支持向量机SVM、随机森林RF),构建了高性能的酶功能分类模型。深度学习架构的革新卷积神经网络(CNN)擅长捕捉酶序列中的局部保守模式,而循环神经网络(RNN)则能解析长距离依赖关系。Transformer模型通过自注意力机制(Self-attention)实现了全

    来源:TRENDS IN Biotechnology

    时间:2025-03-29

  • TDP-43种子聚集诱导功能丧失揭示神经退行性病变早期分子特征

    TDP-43纤维高效内化与细胞间传播研究采用Atto-488标记的TDP-43低复杂度结构域(LCD)原纤维,在SH-SY5Y神经元样细胞中证实,75%的细胞在500 nM浓度下可内化聚集体。通过共培养实验首次捕捉到TDP-43原纤维从"供体细胞"向"受体细胞"转移的现象,15天后约3%的未暴露细胞通过未知机制获得聚集体。种子聚集诱导功能丧失机制创新性构建的TDP-REG报告系统显示,LCD原纤维通过形成"核-壳结构"(外圈为内源性TDP-43,核心为外源纤维)使核内TDP-43减少30%以上,触发mScarlet荧光信号。磷酸化(pS409/410)和p62标记的包涵体特异性出现在功能丧失细

    来源:Neuron

    时间:2025-03-29

  • TDP-43 模板化聚集:解锁神经退行性疾病关键机制与潜在疗法的新钥匙

    研究背景TAR DNA 结合蛋白 43(TDP-43)的细胞质聚集和核清除是多种年龄相关神经退行性疾病的关键病理标志,如肌萎缩侧索硬化症(ALS)、额颞叶痴呆(FTD)、阿尔茨海默病(AD)和边缘为主的年龄相关 TDP-43 脑病(LATE)等。TDP-43 主要是一种核 RNA 结合蛋白,在 RNA 代谢中发挥着转录、剪接、运输和翻译等重要作用 。其 C 末端低复杂性结构域(LCD)可通过液 - 液相分离(LLPS)促进去混合,调节其在 RNA 加工中的正常功能,但该结构域也极易聚集,相分离的液滴可能是病理性聚集体形成的反应中心。在患者中枢神经系统中,TDP-43 从细胞核中耗尽并在细胞质中

    来源:Neuron

    时间:2025-03-29

  • 综述:时空钙动力学调控少突胶质细胞发育和髓鞘形成

    少突胶质细胞系细胞(OLCs)在中枢神经系统中的重要作用OLCs 由少突胶质前体细胞(OPCs)和少突胶质细胞组成,在中枢神经系统(CNS)的结构塑造和功能维持方面意义重大。在动物发育早期,OLCs 就开始出现,并广泛分布于整个 CNS,伴随动物一生。它的功能多样,涵盖了从髓鞘形成到免疫细胞调节等多个方面。在少突胶质细胞谱系中,存在多种细胞状态,其中 OPCs、前髓鞘少突胶质细胞(pmOLs)和成熟少突胶质细胞是研究的重点。OPCs 是谱系中唯一具有增殖和迁移能力的细胞,还能与神经元形成稳固的突触。在适宜条件下,OPCs 会逐步分化为 pmOLs,最终成为成熟少突胶质细胞。成熟少突胶质细胞负责

    来源:TRENDS IN Neurosciences

    时间:2025-03-29

  • 综述:新皮质进化中发育时间的表观遗传和代谢调控

    新皮质发育中发育时间调控的重要性新皮质是人类高级认知功能的关键区域,其发育过程涉及一系列复杂的生物学程序,包括神经干细胞和神经祖细胞(NPCs)的增殖、细胞命运决定以及神经元的成熟。虽然不同物种的发育程序序列在很大程度上是保守的,但发育转变的时间,如起始、持续时间、速度和终止,在物种之间存在显著差异,这种差异被称为异时性(heterochrony),人类皮质发育尤为缓慢,被称为缓时性(bradychrony)。发育时间的差异对新皮质的发育结果有着深远影响,直接关系到神经元的数量和新皮质的大小。例如,根据径向单元假说,神经上皮扩张初始阶段的持续时间会影响新皮质的大小,神经上皮细胞向顶端放射状胶质

    来源:TRENDS IN Neurosciences

    时间:2025-03-29

  • 血浆代谢物与疾病因果关系的系统性评估:1099种代谢物对2099种疾病终点的孟德尔随机化研究

    在生命科学领域,代谢物作为细胞代谢的终末产物,长期以来被视为疾病风险评估和机制研究的重要生物标志物。然而,这些小分子与疾病之间究竟存在怎样的因果关系?这个问题的答案一直困扰着研究者们。传统观察性研究难以区分因果关联与混杂因素,而代谢物的复杂调控网络更增加了研究难度。随着高通量代谢组学技术的发展,大规模代谢物检测成为可能,但全面评估代谢物与疾病因果关系的系统性研究仍然缺乏。为了解决这一科学难题,来自密歇根大学等机构的研究团队开展了一项开创性研究。他们利用芬兰METSIM研究中6136名男性的1099种血浆代谢物数据,通过两样本孟德尔随机化(Mendelian randomization, MR)

    来源:Nature Communications

    时间:2025-03-29

  • LRRK2p.N1437D点突变纯合子小鼠:帕金森病研究的新希望

    帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种令人谈之色变的进行性 neurodegenerative 疾病,患者会出现静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势反射丧失等症状,严重影响生活质量。在其众多发病因素中,亮氨酸重复激酶 2(leucine-rich repeat kinase 2,LRRK2)基因突变备受关注,它不仅是家族性 PD 的常见病因,在散发性 PD 中也扮演着重要角色。然而,现有的基于常见 LRRK2 点突变的小鼠模型却不尽如人意,无法模拟出与年龄相关的 PD 行为和病理损伤,这使得对 PD 的研究面临诸多困境。为了突破这一困境,复旦大学附属华山医院的研究人员开展

    来源:npj Parkinson's Disease

    时间:2025-03-29

  • 孕期使用 ADHD 药物对后代神经发育影响的关键研究:安全性新证

    在现代社会,注意力缺陷多动障碍(ADHD)并不陌生,它是一种常见的神经发育障碍,影响着许多人的生活。近年来,ADHD 药物在育龄女性中的使用呈上升趋势,孕期使用 ADHD 药物的情况也越来越多。在北欧国家,约 0.8% 的孕妇会使用这类药物,而在美国,这一比例更是超过 1%。然而,这些药物在孕期使用的长期安全性却充满未知。很多准妈妈因担心药物对胎儿产生不良影响,在孕期不得不停止用药。但停止用药又可能导致她们自身的 ADHD 症状加重,影响生活质量。目前,由于缺乏足够的实证研究,临床上也没有专门针对孕期使用 ADHD 药物的指南。因此,开展相关研究来明确孕期使用 ADHD 药物对后代的影响迫在眉

    来源:Molecular Psychiatry

    时间:2025-03-29

  • 甲基苯丙胺戒断后大鼠脑内组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的性别特异性mRNA表达变化及其治疗意义

    甲基苯丙胺(METH)成瘾(MUD)是全球重大精神健康威胁,其滥用和复吸率存在显著性别差异。研究者采用静脉注射METH(0.1 mg/kg/次)的自我给药(SA)模型,训练大鼠20天后,检测戒断期海马(HIP)、前额叶皮层(PFC)、伏隔核(NAc)和背侧纹状体(dSTR)中组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的mRNA表达。结果显示:雄性大鼠METH摄入量更高;基线状态下,雄性HIP中Hdac4和PFC中Hdac10表达显著高于雌性,而雌性PFC中Hdac1/2/5-8及Sirt1/2 mRNA水平更具优势。METH暴露后,雌性PFC出现Hdac1-8和Hdac11的广泛下调,雄性则表现为PFC中

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-03-29

  • 综述:MAM 激酶:生理作用、相关疾病及治疗前景 —— 一项系统综述

    MAM 激酶的 “舞台” 搭建:MAM 的结构与功能基础线粒体相关膜(MAM)是内质网(ER)和线粒体之间的连接区域,如同细胞内的 “信息交换站”。它是一种类似脂筏的结构,由约 15 - 20% 的线粒体外膜(OMM)与光滑内质网膜相连而成,宽度在 10 - 100nm 之间。其动态特性使得 ER 和线粒体能够根据细胞需求调整距离,确保两者之间的高效通讯。MAM 上存在众多蛋白质,它们各司其职,共同维持细胞的正常运转。比如 Mitofusin 2(Mfn2),作为一种 GTP 酶,在线粒体和 ER 膜上都有分布。线粒体中的 Mfn2 参与融合过程并调节线粒体质量控制(MQC),而 ER 中的

    来源:Cellular & Molecular Biology Letters

    时间:2025-03-29

  • 揭秘 Irx 同源框基因:调控运动神经元发育的关键密码

    在生命的奇妙旅程中,神经系统的发育一直是科学界热衷探索的神秘领域。Iroquois(Iro/Irx)同源框基因作为一类编码保守同源域转录因子的基因家族,在动物发育过程中扮演着极为重要的角色。它们不仅参与早期胚胎的模式形成和细胞特化,还在后期组织分化和功能维持中发挥作用。然而,尽管 Irx 基因与人类多种先天性疾病存在关联,可我们对其在神经系统,尤其是在脊髓中的表达模式、具体功能以及精确的调控机制知之甚少。这就好比在黑暗中摸索,急需一束光来照亮前行的道路。为了填补这些知识空白,来自美国芝加哥大学(University of Chicago)的研究人员挺身而出,勇敢地踏上了探索之旅。他们聚焦于小鼠

    来源:iScience

    时间:2025-03-29


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