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  • 基于最优控制理论推演内在神经时间尺度:连接脑结构与功能的多尺度桥梁

    大脑如何将相对静态的解剖连接转化为瞬息万变的神经活动,是系统神经科学的核心问题。脑区的内在神经时间尺度(INT)——即神经活动波动的时间特性——被认为是连接微观细胞过程与宏观全脑动力学的关键中介。然而,传统的网络控制理论(NCT)在模拟大脑动力学时,通常假设所有脑区具有均一的自抑制强度(即衰减率),这显然与已知的神经生物学事实不符。大脑皮层不同区域在基因表达、细胞类型构成和髓鞘化程度等方面存在显著梯度差异,这些微观尺度的异质性必然导致区域间内在动力学时间尺度的不同。这种简化假设限制了NCT捕捉脑结构与功能之间复杂多尺度相互作用的潜力。为了解决这一问题,发表在《Nature Communicat

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-27

  • γ-干扰素驱动LRRK2、GCase和组织蛋白酶活性在帕金森病单核细胞中的协同调控

    帕金森病作为一种常见的神经退行性疾病,其病理特征包括中脑多巴胺能神经元的选择性丧失和α-突触核蛋白的异常聚集。尽管病因尚未完全明确,近年来越来越多的证据表明,外周免疫系统在PD发病机制中扮演重要角色。尤其值得注意的是,两个关键PD风险基因——编码富亮氨酸重复激酶2的LRRK2和编码葡萄糖脑苷脂酶的GBA1,均在单核细胞中高表达,并参与免疫炎症通路和溶酶体功能的调节。然而,携带这些基因突变的PD患者原代免疫细胞如何响应炎症刺激,仍是亟待探索的问题。为此,研究人员在《npj Parkinson's Disease》上发表的最新研究中,从特发性PD患者(iPD)、GBA1突变PD患者(GBA1-PD

    来源:npj Parkinson's Disease

    时间:2025-11-27

  • 经颅静磁场刺激原发性运动皮层治疗特发性震颤:一项随机对照试验的初步探索

    当双手不受控制地颤抖,连端一杯水都成为挑战时,这可能是特发性震颤(Essential Tremor, ET)在作祟。作为最常见的运动障碍性疾病之一,ET影响着全球数百万人的生活质量。更令人困扰的是,约50%的患者对现有药物治疗反应不佳,而深部脑刺激等侵入性疗法又因手术风险和高昂费用让许多人望而却步。在这一背景下,非侵入性脑刺激(Non-Invasive Brain Stimulation, NIBS)技术逐渐成为研究热点,但多数技术需要患者频繁前往医院接受治疗,极大限制了其临床应用。近年来,一种名为经颅静磁场刺激(transcranial Static Magnetic Field Stimu

    来源:npj Parkinson's Disease

    时间:2025-11-27

  • 孕期接触咖啡因会通过糖皮质激素驱动的表观遗传级联反应影响神经发育,这种反应会抑制星形胶质细胞的ABCG1蛋白和胆固醇转运功能

    戴高磊|罗明翠|戴世云|周新丽|朱森|卢梦曦|韩晓毅|杨芳|余颖|王辉|徐丹武汉大学药学院中南医院妇产科,中国武汉摘要背景产前咖啡因暴露(PCE)由于母亲广泛摄入含咖啡因的物质而成为影响胎儿神经发育的主要药物压力源。尽管流行病学研究一致表明PCE与后代的认知障碍和情绪缺陷有关,但其潜在机制长期以来仅限于直接拮抗腺苷受体,无法解释持续的神经发育后果。通过使用跨物种模型(大鼠PCE模型、星形胶质细胞特异性Abcg1基因敲除小鼠和接受糖皮质激素处理的斑马鱼)和多尺度分析,我们证明PCE激活了母体-胎儿糖皮质激素轴,导致海马区星形胶质细胞中的GR-miR-130b/301b-PPARγ信号级联失调。这

    来源:Metabolism

    时间:2025-11-27

  • 酒精使用障碍中星形胶质细胞标记物MAO-B的体内PET成像研究:揭示疾病严重程度与星形胶质细胞状态的双向关联

    当我们谈论酒精使用障碍(AUD)时,往往聚焦于神经元损伤,但大脑中数量最多的细胞——星形胶质细胞,却在酒精引发的神经炎症中扮演着关键角色。长期以来,科学界对酒精是否会引起星形胶质细胞增生(astrogliosis)争论不休:动物实验显示酒精暴露后星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白(GFAP)升高,但尸检研究结果却相互矛盾。这种争议背后,隐藏着一个更深刻的问题——我们始终缺乏在活体人中直接观察星形胶质细胞状态的方法。为了解决这一难题,由Isabelle Boileau领衔的研究团队进行了一项开创性研究,他们采用高选择性正电子发射断层扫描(PET)示踪剂[11C]SL25.1188,首次在体评估了

    来源:Molecular Psychiatry

    时间:2025-11-27

  • 单细胞转录组学研究发现,受FOSL1调控的IGFBP3+黑色素瘤亚型是一个神经-免疫调节信号枢纽,该枢纽促进了肿瘤的进展

    黑色素瘤作为皮肤癌中最具侵袭性的亚型,其高转移率与预后差的特点长期困扰临床治疗。近年来,单细胞转录组测序技术的突破为解析肿瘤异质性提供了全新视角。本研究通过整合多组学分析与功能实验验证,系统揭示了黑色素瘤细胞亚型的分子特征及其与肿瘤微环境的动态互作机制,为精准治疗策略的制定奠定了重要理论基础。### 一、研究背景与科学问题黑色素瘤起源于神经嵴来源的黑色素细胞,其独特的神经嵴起源赋予其与神经系统复杂的交互关系。尽管免疫检查点抑制剂显著改善了晚期患者的生存率,但约30%患者仍存在治疗耐药现象。研究发现,肿瘤微环境(TME)中神经-免疫互作异常可能通过以下途径加剧耐药:1)调控性T细胞(Treg)与

    来源:Frontiers in Immunology

    时间:2025-11-27

  • 综述:糖尿病视网膜病变中神经元与胶质细胞之间的相互作用:机制及其对神经退行性的影响

    摘要糖尿病视网膜病变(DR)传统上被归类为一种微血管疾病;然而,新的证据表明,它对视网膜神经退化有着深远的影响,而这种神经退化通常先于可检测到的血管病变发生。这一范式的转变将DR视为一种神经血管疾病,在这种疾病早期阶段,神经元功能障碍和胶质细胞反应性起着关键作用。虽然视网膜神经退化是DR的典型特征,但其背后的机制仍不完全清楚。鉴于胶质细胞为神经元提供必要的营养、结构和代谢支持,神经元-胶质细胞相互作用失调可能是DR中神经退化的关键驱动因素。视网膜由高度组织化的神经元和胶质细胞网络组成,它们通过复杂的信号通路进行交流,这些通路由细胞因子、生长因子和代谢中间产物介导。不同类型的胶质细胞(如星形胶质

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • 综述:CCL17/CCL22-CCR4轴在疼痛发病机制中的作用:免疫介导机制与治疗机遇的综合评述

    The Neuroimmune Component of Pain疼痛作为一种复杂的生理病理现象,其发生与维持离不开免疫系统的深度参与。伤害性感受器(Nociceptors)作为感知化学、机械或热刺激的特化感觉神经元,其轴突主要分为薄髓鞘Aδ纤维和无髓鞘C纤维。当这些神经元被免疫介质(如趋化因子)激活时,会释放神经肽(如降钙素基因相关肽CGRP和P物质SP),进而调节免疫细胞活性,形成神经免疫交互对话。细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)和白介素-1β(IL-1β)可通过介导钠通道磷酸化来敏化伤害性感受器,降低其激活阈值,导致痛觉过敏(hyperalgesia)。此外,中枢神经系统(CNS)中的小

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • 氯氮平与利培酮对人LUHMES神经元胆固醇代谢、突触蛋白及转录调控的对比效应研究

    在精神疾病治疗领域,氯氮平和利培酮作为两种常用的抗精神病药物,虽然都被广泛应用于临床,但它们的疗效和副作用特征却存在显著差异。氯氮平被认为是治疗难治性精神分裂症最有效的药物,而利培酮则通常作为一线治疗选择。这种差异背后的分子机制至今尚未完全阐明,限制了我们开发更精准、更有效的治疗策略。以往的研究多集中于这两种药物对神经递质受体的直接作用,但它们对人类神经元产生的下游分子后果,特别是对细胞代谢、突触结构和基因表达程序的长期影响,仍是一个黑箱。理解这些机制对于解释氯氮平为何对某些患者特别有效,以及如何最大限度地发挥其治疗潜力同时最小化副作用至关重要。发表在《Molecular Neurobiolo

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • SIRT1/PGC-1α轴的抑制通过Drp1依赖的线粒体分裂加剧机制,加重了氟和铝引起的神经毒性

    摘要氟(F)和铝(Al)都具有神经毒性。氟和铝(FA)在自然和人为污染的环境中共同存在,可能影响人类的认知功能。然而,FA暴露如何损害第二代后代(F2)大鼠的空间学习和记忆的机制尚不清楚。线粒体对大脑功能至关重要,负责能量产生。过度的线粒体分裂可能导致功能障碍和神经元损伤。在本研究中,SD大鼠暴露于FA环境中,同时NG108-15细胞被预先转染过过氧化物酶体增殖激活受体γ共激活因子1α(PGC-1α)siRNA或沉默信息调节因子1(SIRT1)siRNA,或用线粒体分裂抑制剂1(Mdivi-1)处理,然后再暴露于FA环境中。FA暴露导致大脑皮层出现组织病理学和线粒体结构异常;GAP-43和Ng

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • Spastin的去SUMO化通过依赖IST1的内吞体分选机制,增强了AMPA受体的回收及突触可塑性

    AMPAR(α-氨基丁酸受体)的转运过程,包括内化、再循环和重新插入膜中,对于维持突触可塑性至关重要。我们之前的研究表明,微管切割蛋白Spastin能够调节AMPAR在细胞表面的表达,但其背后的具体机制仍有待进一步阐明。在本研究中,我们发现去SUMO化的Spastin(Spastin-K427R)能够促进GluA1的再循环和重新插入膜中,并与树突棘的成熟以及兴奋性突触传递有关。Spastin-K427R的过表达增加了GluA1在细胞表面的表达量、树突棘的密度以及微小兴奋性突触电流(mEPSC)的幅度和频率,其效果比野生型Spastin更为显著。野生型Spastin会将GluA1导向再循环途径和

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • Aβ 调节细胞外囊泡的蛋白质组谱,进而影响磷酸化介质

    阿尔茨海默病(AD)的特征是老年斑和神经纤维缠结的形成,这些结构分别主要由β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集体和过度磷酸化的tau蛋白构成。AD的病理生理机制非常复杂,涉及多种与疾病进展相关的异常细胞通路。最近,细胞外囊泡(EVs)被认为可能是疾病发展的潜在因素。因此,本研究利用质谱技术分析了在用Aβ处理的N2a细胞中分离出的神经元EVs的蛋白质组,以模拟阿尔茨海默病的环境。生物信息学分析发现了参与信号转导、翻译后蛋白质修饰、蛋白质翻译和蛋白质降解的蛋白质。此外,Aβ处理导致与细胞骨架和线粒体动态、钙依赖性信号传导、磷酸化相关的蛋白质增多或减少,同时也影响了参与Aβ生成和聚集的蛋白质。通过比较Aβ处理

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • 阿司匹林通过抑制小胶质细胞在NF-κB依赖性补体系统失活机制中的活性,从而减轻肌萎缩侧索硬化症的发病机制

    摘要肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种神经退行性疾病,其病理特征是运动神经元受损,从而导致运动功能障碍。阿司匹林(ASP)能够通过同时减少胶质细胞的活性并恢复神经元数量来延长SOD1G93A小鼠的生存时间。此外,ASP治疗还能抑制NF-κB通路的活性,从而调节体内补体系统(CS)(包括C3、C1qb和C4b)的表达。为了揭示其内在机制,研究人员在经过SOD1G93A蛋白和脂多糖(LPS)处理的BV2细胞中进行了体外实验。实验结果表明,SOD1G93A蛋白或LPS能够激活BV2细胞中的NF-κB,而这种条件培养基会诱导NSC34细胞的凋亡。通过使用ASP、Bay 11–7082或si NF-κB阻

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • 罗汉果苷V通过抑制M1小胶质细胞极化改善脊髓损伤的作用与机制研究

    当脊髓遭受意外创伤时,不仅会造成即刻的机械性损伤,更会引发一系列复杂的次级病理反应,其中神经炎症是导致神经细胞继发性死亡的关键因素。脊髓损伤(Spinal Cord Injury, SCI)作为一种严重的中枢神经系统疾病,具有高致残率和治疗手段有限的特点,给患者和社会带来沉重负担。目前临床主要采用手术减压、药物干预和康复训练等综合疗法,但效果仍不理想。在损伤微环境中,小胶质细胞作为中枢神经系统的常驻免疫细胞,其极化状态对神经修复起着双重调节作用——M1型小胶质细胞释放促炎因子加剧损伤,而M2型则分泌抗炎因子促进修复。因此,调控小胶质细胞极化平衡成为治疗SCI的新策略。近年来,传统中药及其活性成

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • 丙烯酰胺诱导的成年雄性斑马鱼(Danio rerio)神经内分泌紊乱:对运动、神经和生殖功能障碍的机制探讨

    摘要丙烯酰胺(AA)是一种已被广泛证实的神经毒素和哺乳动物的生殖毒素,对硬骨鱼类也存在潜在风险,但其对下丘脑-垂体轴和神经内分泌系统的影响仍需进一步研究。本研究假设丙烯酰胺暴露会干扰成年雄性斑马鱼的运动行为、神经递质平衡以及神经内分泌调节,从而影响其生殖能力。通过让斑马鱼暴露于0.5和0.75毫摩尔的丙烯酰胺环境中72小时,我们观察到乙酰胆碱酯酶活性、多巴胺水平及Nos1表达发生显著变化,这些变化与运动和行为缺陷相关。c-Fos免疫反应性的显著下降进一步表明神经元激活功能受损,可能与交配行为障碍有关。值得注意的是,丙烯酰胺还扰乱了大脑中的神经内分泌基因表达,包括亲吻肽(kiss1、kiss1r

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-11-27

  • 淀粉样前体蛋白通过调节Nav1.6电流来影响小脑浦肯野细胞的活性和运动功能

    该研究系统性地探讨了APP蛋白在基底神经节 Purkinje 细胞(PCs)中调控运动功能的具体机制。研究通过建立APP基因敲除小鼠模型,结合病毒载体介导的PCs特异性APP过表达/基因沉默技术,首次揭示了APP通过调控Nav1.6钠离子通道影响PCs电活动,进而调节前庭核-脊髓运动通路中抑制性突触传递的分子机制。以下从研究背景、技术路线、核心发现及理论意义四个维度进行解读:一、研究背景与科学问题阿尔茨海默病(AD)病理核心特征β-淀粉样蛋白沉积与APP异常加工密切相关,但APP在生理状态下的功能尚未完全阐明。既往研究显示APP参与神经发育、突触可塑性及认知功能调控,但其在运动控制中的作用存在

    来源:PLOS Biology

    时间:2025-11-27

  • 利用基于UMAP的无监督非线性降维技术,从神经记录中高效且可靠地分离出特定信号(即“尖峰”)

    在神经科学研究中,从海量电生理记录中准确分离单个神经元放电信号是解码神经编码的关键步骤。传统方法常采用线性降维技术(如主成分分析,PCA)或基于人工设计的非线性特征提取(如峰值幅度、波形宽度等),这些方法在处理复杂神经数据时面临显著挑战。近期研究提出将无监督的非线性降维算法——均匀流形近似与投影(UMAP)引入尖峰分离流程,通过数学上严谨的几何拓扑保持特性,显著提升了神经元识别的准确性和全面性,尤其在低放电率神经元检测方面表现突出。**传统方法的局限性** 现有阈值驱动型尖峰分离技术依赖线性降维(如PCA)或专家定义的非线性特征(如小波变换)。尽管这些方法在规则放电模式中表现尚可,但存在三大

    来源:PLOS Biology

    时间:2025-11-27

  • 协作式规则学习促进了大脑间的信息同步

    本研究通过电encephalography (EEG) 超扫描技术,揭示了社会互动过程中人际间神经信息对齐的动态机制。实验采用24对参与者的合作分类任务,发现神经信息对齐过程呈现显著的时间分层特征:在刺激呈现后45毫秒至180毫秒的早期阶段,参与者间存在由共同视觉输入驱动的神经同步现象,这一阶段在真实合作组与随机配对的对照组间未发现统计学差异。然而,从200毫秒开始,真实合作组表现出持续增强的神经信息对齐,且这种对齐在后续实验阶段显著强化,而对照组未见类似效应。研究创新性地采用Interbrain Representational Similarity Analysis (RSA)方法,突破传

    来源:PLOS Biology

    时间:2025-11-27

  • V1亚型小蛋白神经元在特定情境下的激活机制增强了视觉辨别能力

    该研究系统探讨了初级视觉皮层(V1)中帕拉valbumin(PV)抑制性中间神经元激活对小鼠视觉辨别行为的影响机制。研究通过光遗传学技术结合双光子钙成像,揭示了PV细胞激活强度、时间窗口与任务难度三者的动态关系,构建了神经环路模型解释实验现象,为理解皮质抑制性神经元的认知功能提供了新视角。### 研究背景与核心问题视觉皮层作为感觉信息处理的核心区域,其功能状态受抑制性神经元精密调控。PV细胞作为V1中占比最高的抑制性中间神经元(约占75%),在维持皮层兴奋性-抑制性平衡中起关键作用。但现有研究多聚焦于PV细胞过度激活导致的皮层静默现象,对适度激活的调节机制缺乏系统研究。本研究创新性地将光遗传学

    来源:PLOS Biology

    时间:2025-11-27

  • 大规模血清流行病学研究揭示了患有tau自身免疫性疾病的人群中出现的肾脏泌尿系统病变

    阿尔茨海默病等神经退行性疾病与tau蛋白异常沉积密切相关,而tau蛋白在人体多个非神经组织中普遍存在。本研究通过大规模血清流行病学研究,首次系统揭示了血浆中自然存在的抗tau自身抗体(ατ)的流行病学特征及其与系统性疾病的潜在关联。### 1. 抗tau自身抗体的普遍性及人群差异在纳入的40,497份血浆样本中,4.8%的医院患者和1.58%的健康献血者检测出高 titers的ατ抗体(EC50≥2^6)。多因素分析显示,该抗体检出率与年龄呈显著正相关(70岁以上人群检出率达7.6%),且女性患病风险增加20%(RR 1.20)。值得注意的是,ατ抗体在神经科患者中的检出率并未显著高于其他科室

    来源:PLOS Biology

    时间:2025-11-27


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