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解码分泌体介导的神经元-免疫细胞相互作用网络
近日,中国科学院大连化学物理研究所单细胞分析研究组研究员陆瑶团队利用单细胞多种类分泌因子检测技术,实现了对神经-免疫细胞互作网络的解析。随着全球人口逐步进入老龄化阶段,神经退行性疾病正成为威胁人类健康的重大疾病之一。与神经退行性疾病直接相关的是神经细胞,但神经细胞不是孤立存在的,神经细胞需要通过物理接触、生物分子的信号交换等手段与其他细胞进行信息传递、相互作用,以协同完成生物学功能。近年来,研究表明,神经系统和免疫系统之间存在密切的相互作用。大脑内免疫细胞在塑造、调控神经细胞神经功能中起到关键作用。尽管已有研究利用质谱、PCR、单细胞/单核核酸测序(sc-RNAseq/snRNA-seq)等技
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2022-11-17
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鱿鱼喜欢恶作剧,它们的大脑有多大
卵囊中有四个鱿鱼胚胎。这是一种叫Doryteuthis pealeii的鱿鱼。 一项追踪头足类动物神经系统发育的新研究发现,头足类动物的神经系统发育过程与脊椎动物惊人的相似头足类动物能够做出一些令人印象深刻的行为。它们可以快速处理信息,改变形状、颜色甚至纹理,与周围环境融为一体。它们还可以彼此交流,表现出空间学习的迹象,并使用工具解决问题。它们太聪明了,甚至会感到无聊,开始恶作剧。这些海洋动物,包括章鱼、乌贼和它们的墨鱼表亲,拥有地球上所有无脊椎动物中最复杂的大脑,这已经不是什么秘密了。然而
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治疗抑郁症和焦虑症的潜在新先导化合物
目前,各种类型的药物可用于治疗精神疾病,如抑郁症和焦虑症。然而,尽管这些药物带来了好处,它们也与不良的副作用有关。因此,医学研究人员不断致力于改善治疗药物的药理特性,以优化疗效比。维也纳医科大学生理学和药理学中心的哈拉尔德·西特领导的研究小组进行了一项研究,以确定可能用于治疗神经精神障碍的新药。重要的是,与目前正在评估的其他制剂相比,先导化合物显示出更低的药物滥用风险和其他不良反应。研究结果最近发表在《分子精神病学》杂志上。在他们的临床前实验中,由维也纳医科大学生理学和药理学中心药理学研究所的哈拉尔德·西特领导的研究团队,确定了合成卡西酮化合物家族中某些物质用于治疗精神疾病的潜力。卡西酮是从阿
来源:Medical University of Vienna
时间:2022-11-17
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植入泵可以安全地将化疗直接输送到脑癌患者的大脑
哥伦比亚大学的研究人员和神经外科医生发明了一种可植入的泵,可以安全有效地将化疗药物直接输送到脑癌患者的大脑。 治疗脑癌的一个重大障碍不是癌症本身,而是大脑本身。血脑屏障是大脑血管的一个重要组成部分,它可以防止血液中的毒素、病毒和细菌侵入大脑,但它却在不经意间阻挡了大多数治疗物质。纳米粒子、聚焦超声、巧妙的化学和其他创新想法正在尝试克服这一障碍,并将治疗送到大脑。现在,哥伦比亚大学(Columbia University)和纽约长老会医院(NewYork-Presbyterian)的神经外科医生正在采用一种
来源:The Lancet Oncology
时间:2022-11-17
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TCCI研究员解析出多巴胺神经元调控重复刻板行为的神经环路机制
近期,天桥脑科学研究院(TCCI)研究员、上海市精神卫生中心袁逖飞教授团队和复旦大学/东南大学陆巍教授团队合作,在PNAS上在线发表了题为“Midbrain dopamine neurons arbiter OCD-like behavior”的研究成果,对中脑多巴胺神经元调控强迫症样行为的神经环路机制进行了解析。重复的刻板行为是各种精神疾病的常见症状,比如强迫症(OCD)。目前,科学界认为多个脑区参与了这种行为表型的产生,其中腹内侧眶额叶皮层(vmOFC)至腹内侧纹状体(VMS)环路活动的增强与重复刻板行为密切相关。啮齿类动物也会出现类似的重复刻板行为,比如自我梳理(self-groomin
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探索经鼻向大脑给药的鼻脑通路:通过三叉神经传递抗抑郁药
鼻内给药作为一种直接向大脑无创输送药物的方法已经越来越受关注。这种方法能够避开血脑屏障并将药物直接输送至大脑,药物通过鼻粘膜的呼吸上皮或嗅觉上皮两种途径到达中枢神经系统(CNS)。从呼吸道上皮细胞通过三叉神经到达中枢神经系统的药物输送通路被认为是非常缓慢的,比通过嗅球(OB)或脑脊液(CSF)从嗅觉上皮细胞的转运要慢得多。然而,与啮齿动物相比,嗅上皮在人类鼻粘膜中所占的比例非常小——啮齿动物嗅觉上皮细胞与呼吸道上皮细胞的比例为 50:50,但据报道人类仅为 2:98,这迫使临床应用需要开发一种鼻对脑给药技术,能够通过三叉神经在短时间内从呼吸道上皮给药——为避开呼吸道上皮细胞间隙中的许多毛细血管
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寻找自闭症背后被破坏的大脑信号
要理解自闭症谱系障碍的潜在原因,部分要依赖于弄清大脑中哪些细胞的信号模式被打乱了,以及在神经系统发育过程中什么时候发生了这种打乱。在小鼠模型中发现的一种自闭症遗传风险的新研究结果支持这样一种观点,即失去一种特定基因会干扰大脑中抑制信号传递的细胞。尽管这些细胞的数量比其他神经元要少,它们的信号传播距离也不远,但它们对大脑内部和身体其他部位的信息传输模式有着巨大的影响。俄亥俄州立大学的研究人员发现,从特定的脑细胞中删除自闭症风险基因Arid1b的副本会减少抑制细胞的数量,并降低抑制细胞和它们帮助控制的兴奋细胞之间的信号传递。先前的研究表明,在患有自闭症的小鼠模型中,抑制信号的减少会导致一系列与自闭
来源:Neuroscience 2022
时间:2022-11-16
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杨胜勇教授团队在Nature Communications发文 揭示了基于深度学习的分子生成模型发现RIPK1抑制剂的研究过...
近日,我院生物治疗研究中心杨胜勇教授团队在自然杂志子刊Nature Communications发文,揭示了基于深度学习的分子生成模型发现RIPK1小分子抑制剂的研究过程,显示了生成式深度学习(generative deep learning, GDL)模型生成全新分子结构的能力,彰显了深度学习在药物发现方面的巨大潜力。四川大学生物治疗国家重点实验室李越山博士后、张丽婷博士、汪益妃博士和邹俊副研究员为论文共同第一作者,杨胜勇教授为论文通讯作者。 在药物研发初期,如何高效发现具有新型骨架结构的苗头化合物或先导化合物是创新
来源:四川大学华西医院
时间:2022-11-16
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新发现可能解开帕金森病之谜
这项研究可能会带来治疗帕金森症的新策略。 最近的一项研究揭示了帕金森氏症是如何在大脑中传播的。根据威尔·康奈尔医学院的科学家们最近的一项研究,蛋白质α -突触核蛋白聚集物通过细胞废物喷射过程在帕金森病患者的大脑中扩散。在这个被称为溶酶体胞吐的过程中,神经元释放出无法被分解和回收的蛋白质废物。最近发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的这一发现,可能会解开帕金森症的一个谜团,并带来治疗或预防这种神经系统疾病的新技术。 &
来源:Nature Communications
时间:2022-11-15
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一种用来测量神经活动,治疗败血症和创伤后应激障碍的新设备
一个多校区的研究团队开发了一种新型设备,可以无创地测量人类颈神经活动。《科学报告》(Scientific Reports)上的一篇文章描述了这种设备,它有可能用于支持败血症和创伤后应激障碍(PTSD)等精神健康疾病的更个性化治疗。“通过这个新开发的设备,我们(第一次)发现了自主(战斗或逃跑vs休息和消化)生物类型的颈部神经电图证据,在自主或非自主神经系统面临的不同挑战中显著一致,”该研究的高级作者Imanuel Lerman说,他来自加州大学圣地亚哥分校的高通研究所、医学院、雅各布工程学院以及VA压力和精神健康卓越中心。该设备的特点是一个灵活的电极阵列,从颈前下部延伸到颈后上部,允许研究人员捕
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Science Advances:成神经细胞瘤耐药后的细胞行为改变
瑞典隆德大学的研究人员发现了儿童成神经细胞瘤对化疗产生耐药性的原因之一。这些发现对于如何设计未来的治疗方法具有重要意义。成神经细胞瘤是交感神经系统的一种侵袭性癌症,尤其是肾上腺。尽管进行了密集的化疗治疗,但这种疾病很难治愈,患有侵袭性变异的儿童预后较差。其中一个原因是肿瘤经常对药物产生耐药性。为了了解当肿瘤产生耐药性时会发生什么,需要良好的疾病模型来模拟今天给患者的复杂药物治疗:“成神经细胞瘤患者的肿瘤看起来非常不同,很难产生一个能代表许多患者的模型。这种类型的挑战通常会限制医学研究”。然而,研究人员现在已经成功地在带有人类成神经细胞瘤肿瘤细胞的小鼠身上建立了一个模型,这使得跟踪某些肿瘤细胞对
来源:Science Advances
时间:2022-11-15
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我国学者与海外合作者在因果启发的稳定学习研究方面取得进展
图 因果启发的稳定学习研究框架与进展 开放环境下真实数据的异质性和不确定性对当前机器学习模型的可解释性和泛化能力提出了严峻挑战。如何突破独立同分布基本假设的局限性,探究机理本质可泛化、性能稳定可解释的机器学习新途径,是新一代人工智能的重要基础理论问题,对于医疗和金融等高风险场景具有重要应用价值。在国家自然科学基金项目(批准号:U1936219、62141607、61772304)资助下,清华大学崔鹏研究团
来源:国家自然科学基金委员会
时间:2022-11-15
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《Cell Stem Cell》一种“神经特异性”蛋白质竟然可以治愈心脏
人成纤维细胞重新编程成心肌细胞样细胞。免疫荧光显示不同的分子:DNA(蓝色),心肌肌钙蛋白T(橙色)和α肌动蛋白(绿色)。根据北卡罗来纳大学医学院Li Qian博士领导的研究,一种帮助神经元发育的蛋白质也具有将疤痕组织细胞重新编程为心肌细胞的功能。北卡罗来纳大学医学院的研究人员在细胞重编程和器官再生等令人兴奋的领域取得了重要进展,他们的发现可能会对未来心脏损伤治疗的发展产生重大影响。北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员在最近发表在《Cell Stem Cell》杂志上的一项研究中发现了一种更精简、更有效的方法,可以将构成疤痕组织的成纤维细胞重组为健康的心肌细胞。成纤维细胞负责纤维状、僵硬的组织,
来源:Cell Stem Cell
时间:2022-11-14
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Cell发布最大规模的自闭症全基因组测序研究,揭示了134个自闭症相关基因
患病儿童医院(SickKids)的研究人员在迄今为止最大规模的自闭症全基因组测序分析中,发现了与自闭症谱系障碍(ASD)相关的新基因和基因变化,使人们更好地理解了这种障碍背后的“基因组结构”。今天发表在《细胞》杂志上的这项研究使用全基因组测序(WGS)检测了7000多名自闭症患者以及另外13000名兄弟姐妹和家庭成员的整个基因组。该团队发现了134个与ASD相关的基因,并发现了一系列基因变化,最显著的是基因拷贝数变异(CNVs),可能与自闭症有关,包括约14%的自闭症参与者中ASD相关的罕见变异。大部分数据来自自闭症之声MSSNG数据库,这是世界上最大的自闭症全基因组数据集,为自闭症研究人员提
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神经科学学会2022年青年科学家成就和研究奖
神经科学学会(SfN,Society for Neuroscience)将表彰六位处于事业起步期的研究人员,他们的工作改变了我们对记忆、导航、社会行为和疾病状态的神经动力学的理解。他们的工作跨越了广泛的神经科学主题和方法,从突触结构的纳米级研究到社会互动的神经起源的高水平演示。该奖项将在神经科学学会SfN2022年会期间颁发。SfN主席Gina Turrigiano说:“今年的青年奖获得者展示了在神经科学领域做出基础发现所需要的无畏的创造力和坚韧精神,他们工作的广度说明了深入理解神经活动、行为和健康之间相互作用所需要的方法的多样性。”“通过开发新的工具和想法,并找到阐明他们的科学问题所需的最佳
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研究人员设法在有限的记忆效应下扩展散斑相关成像的视野
在我们的日常生活中,如果你曾经历过在一个多云的早晨看日出或在浓雾中手心冒汗的驾驶,就会发现,试图透过雾霾等分散的媒介看东西往往伴随着失望甚至困难。对于光学和光子学的研究人员来说,在广泛的应用场景中,穿透散射介质也是一个长期的挑战,如通过生物组织的显微镜成像和通过大气湍流的望远镜观测。为了应对这一挑战,散斑相关成像已经发展成为一种新兴技术,具有无创性质和最小的光学设置,这比波前整形和传输矩阵等已有的方法有优势,尽管它们能够通过强散射介质成像。然而,散斑相关成像并不总是实用的。它的工作前提是一种称为记忆效应的物理特性——在散射过程中假设散斑图案的位移不变性,众所周知,当介质较厚时,这一特性受到严重
来源:Intelligent Computing
时间:2022-11-14
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罗欢和张航课题组在Progress in Neurobiology发表论文揭示人脑中关系网络结构的动态涌现及其神经机制和计算机理
想象正在观看一部话剧。 幕布拉开,灯光亮起,人物鱼贯登场。随着情节展开,我们脑中会逐渐构建一副人物关系网络来,比如朋友敌人、情侣情敌、匪兵甲路人乙等等。更有趣的是,我们会进一步以此形成新的知识,比如推理出两个从没一起出现过的人可能同属一个阵营。可以说,人类一个重要能力就是不断追寻万事万物之间的关系,这也是人类智能的重要体现。因此,理解人脑如何学习和推理这些碎片化信息背后的网络关系结构对于揭示人类智能基本机制具有重要意义。 为了研究这一问题及其脑机制,研究者设计了一个新颖的序列预测实验范式,并记录高时间分辨率的脑电活动。15幅随机图片(图1A,右)被选取进而嵌入到一个社区网络结
来源:北京大学心理与认知科学学院
时间:2022-11-12
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9名瘫痪患者恢复了行走能力,科学家发现了负责行走的神经元
科学家们现在对我们的身体对脊髓损伤的反应以及可能指导脊髓恢复的特定细胞有了更好的了解。在11月9日发表在《Nature》杂志上的一项研究中,研究人员跟踪了9名接受电刺激方案的瘫痪患者,这些患者恢复了行走能力,并将他们的发现与接受类似治疗的小鼠进行了比较。在动物模型中,研究小组发现了两个神经群体,它们似乎在损伤后指挥神经细胞之间的连接重新布线。如果这些神经元在人类中起着同样的作用,这可能会导致针对脊髓损伤的更有针对性的治疗。2018年,科学家们首次认识到,刺激受伤部位附近的神经——这一过程被称为硬膜外电刺激(EES)——可以缓解脊髓损伤后的疼痛,并在结合强化物理治疗时恢复他们的行走能力。但专家们
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Nature:恢复活力的免疫细胞能更好地清除大脑中的有毒废物
阿尔茨海默症、帕金森氏症和许多其他神经退行性疾病的特征是大脑中有破坏性的蛋白质簇。科学家们花费了巨大的努力,通过清除这些有毒物质来寻找治疗这种疾病的方法,但取得的成功有限。现在,位于圣路易斯的华盛顿大学医学院的研究人员发现了一种创新的方法,可以改善大脑中的废物清除,从而可能治疗甚至预防神经退行性疾病。他们表明,大脑周围的免疫细胞会影响废物从大脑中清除的效率,而这种免疫细胞在老年小鼠、人和患有阿尔茨海默氏症的小鼠中受损。此外,他们还发现,用一种免疫刺激化合物治疗老年小鼠可以使免疫细胞恢复活力,并促进大脑废物的清除。这一发现发表在11月9日的《自然》杂志上,提出了一种阻止衰老对大脑影响的新方法。资
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Cell:曹鹏等人揭示“恶心—呕吐”的脑肠传递神经通路
北京生命科学研究所研究员曹鹏和合作者第一次绘制出老鼠从肠道到大脑的防御反应详细神经通路,可以帮助科学家为接受化疗的癌症患者开发出更好的抗呕吐药物。相关研究11月1日发表于《细胞》杂志。吃了被污染的食物后有想要呕吐的冲动是身体清除细菌毒素的自然防御反应。许多食源性细菌在被摄入后会在宿主体内产生毒素,在感知到它们的存在后,大脑会启动一系列生物反应,包括呕吐和恶心,从而清除这些物质,并对味道或外观相同的食物产生厌恶。“但信号如何从肠道传输到大脑的细节尚不清楚,因为科学家无法在小鼠身上研究这一过程。”该论文通讯作者曹鹏说。啮齿类动物不能呕吐,这可能是因为它们的食道很长,以及与体型相比较弱的肌肉力量。因