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人脑神经元成果的研究进展 [复制链接]

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图片来源:MPIf,MetabolismResearch

01[1]Neuron:特殊的痛觉敏感肽神经元可使身体偏爱高脂肪食物

doi:10./j.neuron..03.

高热量、高能量的食物在现代社会中不断获得能源,国际期刊Neuron上发表的一份研究报告,来自马克普朗克研究所等机构科学家发现,小鼠大脑中特殊类型的神经细胞可能促进高脂食物的摄入,如果在小鼠下丘脑中出现所谓的痛觉敏感肽神经元(nociceptinneurons)被激活后,老鼠会吃更多的高脂肪食物。自20世纪代以来,世界范围内肥胖和肥胖相关疾病(糖尿病和心血管疾病)的发病率呈上升趋势,研究人员用老鼠来分析哪些神经元控制了高热量和高能量食物的过量摄入,为此,研究人员给老鼠喂食高脂肪食物,然后密切监视他们,研究人员AlexanderJais表明,仅三天的高脂肪饮食就足以检测到老鼠大脑特定区域疼痛敏感肽神经元细胞的活动。

随后,在一系列实验中,研究人员选择性地从下丘脑弓状核中去除了痛觉敏感肽神经元,这样这些老鼠就不会吃得过多高脂肪食物,他们的正常进食也不会受到影响,这种痛觉敏感肽神经元能特异性地控制机体对高脂食物的摄入;研究人员对小鼠进行基因改造,利用光照控制下丘脑痛觉敏感肽神经元的活性,这些脑细胞的激活会导致动物过度进食,而痛觉敏感肽神经元的激活可抑制调节机体饱腹感的特异性神经元活性,导致小鼠过度进食。

02[2]Nature:当损伤时,成体神经元恢复到胚胎转录生长状态

doi:10./s---5

在一项新的研究中,来自加利福尼亚大学(UniversityofCalifornia圣地亚哥)等机构的研究人员发现,当体脑细胞受损时,他们会恢复到胚胎状态。他们报告说,在这种新获得的不成熟状态下,这些脑细胞能够再生新的连接,在适当的条件下,这些连接可能有助于恢复失去的功能。研究结果于在Nature网上公布。

修复大脑和脊髓损伤可能是医学上最具挑战性的挑战。直到他似乎是不可能完成的任务。这项新的研究提出“成体大脑再生的转录路线图,研究者表示,通过使用现代神经科学、分子遗传学、病毒学和计算能力等一系列极好的工具,我们首次能够鉴定成体脑细胞中的一组完整的基因如何自我重置以进行再生。这使得我们对再生如何在转录水平上发生有了新的基础了解。”

03[3]Nature:炎症体对脑神经元的影响与个体行为障碍的关系

doi:10./s---3

来自弗吉尼亚大学医学院的一项新研究表明,在神经发育过程中未能清除有缺陷脑细胞会导致终身行为问题。这一发现也可能对阿尔茨海默病和各种神经退行性疾病如帕金森氏症产生重要影响。

弗吉尼亚大学的科学家发现,意想不到细胞清洁过程发生在发育中的大脑中。如果这个过程出错,也就是说,细胞清除的频率太高或太低,就会导致大脑回路中的永久性改变。在实验室研究中,作者发现小鼠的异常过程会导致类似焦虑的行为,这可能在人类孤独症和其他神经系统疾病中发挥作用。

04[4]Nature:突破!首次观察到tau蛋白在神经元细胞之间来回穿梭的过程!

doi:10./s---5

在对抗诸如额颞叶痴呆和其他神经退行性疾病的斗争中,tau蛋白可能是最大的罪魁祸首,tau蛋白在脑细胞中含量丰富,他可以维持神经元的结构和稳定性,并帮助营养物质从细胞的一部分输送到另一部分。当tau蛋白质被错误折叠时,所有的东西都会发生变化,变得粘稠和不溶,他会在神经元中不断积累并形成神经纤维缠结,破坏神经元的功能,导致细胞死亡,更糟糕的是,只有神经元细胞中相对少量的错误折叠的tau蛋白质,才能使邻近细胞的脑细胞编程失调。

在国际期刊Nature上发表的一篇研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家揭示了tau蛋白质在神经元细胞之间来回穿梭的分子机制,相关研究成果不仅揭示了中tau蛋白的传播,这是科学家广泛研究的结果,而且可以有效控制病理性tau卵白色的出现提供了新的思路和希望。

研究人员Kosik表示,tau蛋白在细胞间来回穿梭的机制可能为我们开发新方法有效地阻断tau蛋白的扩散提供线索,在tau蛋白质来回穿梭的过程中,一种重要的“选手”被称为LRP1(lowdensityLipoproteinreceptor-relatedprotein1)LDL,主要参与多种生物过程,也有助于神经元胆固醇的摄取。

05[5]SciAdv:“僵尸”脑细胞可能发育成“工作神经元”

doi:10./sciadv.aaz

弗朗西斯·克里克研究所等机构在国际期刊ScienceAdvances科学家上发表的一份研究报告发现,防止大脑发育过程中的神经元死亡意味着这些“僵尸”细胞可以发展成功能性的神经元细胞。在大脑发育过程中,大量的神经元会自毁,作为清除过量细胞的必要调节机制,细胞凋亡(细胞自杀)将影响大脑特定区域约50%的神经元功能;在文章中,研究人员发现通过阻断这些细胞的死亡,他将发展出一种新的类型,其功能和性质与现有的神经元不同。

图片来源ublicDomain

06[6]Neuron:社会压力下神经元的应对策略

doi:10./j.neuron..01.

为了应对压力,个体表现有不同的应对方式,每一种应对方式都伴随着一系列的行为、生理和心理反应。积极行为方式是指努力抑制来自压力源的影响,与压力抵抗有关;消极行为风格是指避免面对压力源的努力,与精神病理学中的“易感性”有关。此问题也称为“战斗还是逃跑”。然而这种行为选择背后的生物学基础尚未明确揭示。

由中科院周江宁教授领导的研究团队发现,一旦出现外部危险,将招募前额叶促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)神经元,神经元的这一部分进一步调节了人体对风险的反应。研究结果发表在的杂志《Neuron》;通过使用体内钙显像和细胞特异性病毒介导的遗传工具,研究了转基因小鼠在各种压力下如何调节他们的行为选择中CRF神经元。

07[7]CellStemCell:neural干细胞“垃圾回收”系统帮助神经元再生

doi:10./j.stem..01.

威斯康星大学科学家的一项新研究揭示了细胞纤维如何帮助干细胞清除受损和结块的蛋白质,并最终促进新的神经元的产生,研究结果发表在的杂志CellStemCell。

研究人员说,从长远来看,我们希望诱导内源性神经干细胞来帮助中风或其他类型神经病变后的组织再生。在老鼠模型中,研究小组发现了一种叫做波形蛋白的细胞纤维,他是神经干细胞蛋白质管理系统的关键组成部分。他们发现波形蛋白能够将一簇受损的蛋白质引入蛋白酶体,然后将其清除。先前的研究表明,神经干细胞在老化过程中,或在休眠期间,当暴露于有毒化学物质时,会积累受损的蛋白质。

08[8]Science:在神经元过程中,单核糖体优先翻译突触mRNA

doi:10./science.aay

RNA测序和原位杂交揭示了神经元树突和轴突中有大量的RNA物种,许多研究记录了这些区域中蛋白质的局部翻译。在信使RNA(mRNA)的翻译过程中,多个核糖体可以占据一个mRNA(一种称为多核糖体的复合物),导致编码蛋白质的多个拷贝。在电子显微镜图像中,多核糖体通常是由三个或更多的核糖体组成的簇。在神经元树突中发现了多核糖体,但令人惊讶的是,由于mRNA在树突和轴突中的多样性,多核糖体并不常见。在神经元突起(neuronalprocesses,分为树突和轴突)中,其翻译的特点和机制尚未得到详细的讨论,部分原因是树突和轴突相对难以接近。

在一项新的研究中,来自德国马克斯普朗克脑研究所的研究人员研究了一组不同的神经元蛋白质是如何从小突触中有限数量的多核糖体合成的。为了适应神经元的复杂形态,他们将mRNA和核糖体定位在突触附近以局部产生蛋白质。然而在显微镜下检测到的蛋白质多位点的相对翻译能力是有限的。为了观察可视化在体内产生局部蛋白质的能力,研究人员分析了啮齿类动物海马体神经元过程中的mRNA。

09[9]Cell:重磅!科学家成功绘制了神经元表面所有蛋白质的全景图!

doi:10./j.cell,.12.

在国际期刊Cell上发表的一份研究报告中,霍华德-休斯医学研究所等机构的科学家开发了一种新方法来专注于特殊细胞表面覆盖的蛋白质,相关研究结果可能有助于阐明大脑细胞在身体发育过程中是如何形成精细网络的。现在研究人员能够用这个新技术来收集果蝇大脑中神经元表面的所有蛋白质,他们发现了20个新的分子,可以参与发育中大脑的神经连接。

相关的研究结果可能有助于研究人员了解神经元在大脑中形成复杂网络的分子机制,在文章中,研究人员首次发现所发现的蛋白质中的新方法可以在整个脑组织中发挥作用,而不仅仅是在实验室培养的细胞。由于组织环境对细胞的发育非常重要,而实验室中的细胞培养基无法复制,因此本研究具有重要意义,到目前为止,科学家还没有找到一种方法来监测诸如脑等复杂组织中细胞表面的所有蛋清,而本文研究人员开发的新技术可以填补这一空白。

10[10]Science:揭示vGluT2神经元在记忆和处理负面经验方面起着关键作用

doi:10./science.aay

在一项新的研究中,来自匈牙利科学院和塞麦尔维斯大学的研究人员发现,老鼠脑干中的一个中心调节着他们评估、处理和记忆负面经历的能力。研究结果发表在Science杂志上,在论文中,他们描述了在小鼠身上进行的各种神经元刺激实验以及他们从中学习到的东西。美国国立卫生研究院的美国SatoshiIkemoto在Science的同一时期发表了一个观点类型文章,以总结哺乳动物大脑如何应对威胁和其他负面经历的研究历史。

正如Ikemoto指出的,科学家发现应对威胁对哺乳动物来说是一项复杂的任务。值得注意的是,人们几乎总是根据过去的经验作出反应——例如,看到有人开枪可能会会吓到人们,当他们再次看到枪时会采取相应的行动表现。根据Ikemoto,位于脑干下部的中缝区(medianrapheregion,MRR)可能在这些反应中起重要作用。

整理耐药癌细胞的最新研究成果

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