快看!2022年2月1日-2月15日(半月)神經科學領域有哪些進展?

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這裡是神經科學週報,分享每週科研要聞!

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Science:海馬神經元閾下活動

將神經元的興奮性和抑制性輸入轉化為電訊號是大腦處理資訊的方式之一。2022年2月3日紐約大學Gy rgy Buzsáki研究團隊利用脈衝光遺傳學技術檢測在尖波、θ 振盪、場電位期間CA1 錐體神經元閾下活動動力學:在尖波漣漪期間整體興奮性轉向突觸抑制,在θ 振盪、場電位期間向突觸興奮的方向轉換。

關鍵詞:脈衝光遺傳學、海馬、閾下活動

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Science:大腦編碼序列資訊

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日常生活中需要記憶的內容大多數是由一定結構組織起來的內容集合,這些集合可能是按照時間或空間序列組成的(比如紅綠燈按照時間交替出現),也可能是沒有規律的、但具備序列結構的內容(比如電話號碼589635)。這種編碼序列資訊的能力對於認知學習、語言處理至關重要。

2022年2月11日中國科學院腦科學與智慧技術卓越創新中心王立平研究組揭示了大腦皮層儲存序列資訊的“解離”機制:神經元群高維空間降維成為二維空間,編碼序列中的每個等級具有不同且接近正交的子空間的資訊。

關鍵詞:序列工作記憶、獼猴、前額葉皮層、幾何結構

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Nature:大腦血管分子圖譜

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大腦是能量代謝最為旺盛的器官之一,這高度依賴於豐富的血管網路。大腦血管功能異常與腦卒中、阿爾茲海默症(AD)、抑鬱症等多種疾病有關。傳統上認為大腦血管由內皮細胞、平滑肌細胞 (SMC) 和周細胞、血管周圍免疫細胞和星形膠質細胞組成。

2022年2月14日斯坦福大學Tony Wyss-Coray研究團隊透過對正常人類和AD患者皮層、海馬的組織進行單細胞測序繪製了大腦血管分子圖譜,進一步加深對大腦血管空間組織的分子原則的理解。與此同時,發現細胞外基質標記的周細胞在引起AD疾病血流障礙發揮重要作用。

關鍵詞:人類、大腦血管、分子圖譜

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Nature:腸腦軸的焦慮之謎

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腸道微生物群紊亂與炎症性腸病、肥胖、心血管疾病、抑鬱症、焦慮等多種疾病密切相關。動物實驗表明腸道微生物群調節大腦神經遞質的產生,進而影響大腦發育和髓鞘形成,也影響社交、情緒和焦慮樣行為。4-乙基苯基硫酸鹽(4EPS)為腸道微生物菌群的代謝產物,在自閉症血清中該代謝產物水平升高。

2022年2月14日加州理工學院Sarkis K。 Mazmanian研究團隊找到了答案:腸道微生物代謝產物4EPS透過作用於少突膠質細胞調控焦慮行為。

關鍵詞:腸道菌群、焦慮、少突膠質細胞

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Nature Methods:食慾素熒光探針

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內源性食慾素(食慾素A和B)主要由外側下丘腦神經元產生的,參與覺醒、決策、睡眠、飲食等多個生理功能。2022年2月6日蘇黎世大學Tommaso Patriarchi 研究團隊基於食慾素2型受體開發了基因編碼的食慾素熒光探針- OxLight1,能夠以高時空解析度動態檢測在睡眠、運動狀態下的食慾素濃度。

關鍵詞:基因編碼的熒光探針、食慾素

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Neuron:抑鬱相關的異常放電

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不良壓力事件(應激)是引起焦慮、抑鬱、創傷後應激障礙的主要因素。動物實驗表明應激後引起小鼠出現抑鬱樣行為障礙的同時引起外側韁核(LHb)神經元放電活動增加,在降低該腦區神經元活動後,能夠改善抑鬱樣行為。

2022年2月2日浙江大學醫學院崔一卉研究團隊揭示了外側下丘腦是將應激相關的資訊傳遞到LHb區域的電生理機制:外側下丘腦以特定的放電活動驅動LHb區域簇狀放電。

關鍵詞:應激、抑鬱、外側僵核、簇狀放電

07

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Neuron:築巢行為的神經機制

哺乳雌性動物在孕期普遍存在行為適應,這些行為變化影響動物在孕期的日常生活,比如築巢行為增加、飲食增加。Edinger-Westphal核(EA)位於中腦的動眼神經副核,廣泛投射到脊髓、小腦及腦幹等腦區,表達尿皮質素 1 (UCN1)、膽囊素 (CCK) 、可卡因苯丙胺調節轉錄肽(CART)陽性神經元。

2022年2月3日巴黎索邦大學腦研究所Nicolas Renier研究團隊揭示了調控孕期小鼠適應性行為(築巢行為)關鍵神經元群:EA區域CART陽性神經元群,抑制該型別神經元群后抑制築巢行為,啟用該神經元后促進築巢行為。

關鍵詞:EA核、神經肽能神經元、築巢行為、孕期

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Neuron:神經肽調控脾臟免疫反應

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自主神經系統的交感神經和副交感神經分支在調節免疫功能中發揮重要作用。脾臟是最大的免疫器官,直接接受來自交感神經纖維的神經支配,間接接受來自副交感迷走神經的神經支配,這些支配與腹腔神經節(CG)的交感神經元存在突觸連線。

2022年2月7日華中農業大學生物醫學與健康學院曹罡研究團隊在Neuron雜誌上揭示了神經肽Y(NPY)精準調控脾臟的炎症反應,充當免疫系統和中樞神經系統的“互動語言”。

關鍵詞:神經肽Y、脾臟、免疫反應

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NN:多發性硬化症

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多發性硬化綜合徵以脫髓鞘為主要特徵的神經退行性疾病。脫髓鞘後少突膠質祖細胞 (OPCs) 可以產生新的少突膠質細胞,使軸突再生,因此促進少突膠質細胞新生成為治療多發性硬化症的潛在目標。

2022年2月14日愛丁堡大學 David A。 Lyons發現多發性硬化症程序中現存的少突膠質細胞產生很少新髓鞘,並且經常將新的髓鞘錯誤地靶向神經元細胞體,但是新形成的少突膠質細胞產生較多的新髓鞘。

關鍵詞:多發性硬化症、少突膠質細胞

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Cell Metabolism:飲酒的神經環路

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KLB 編碼蛋白β-klotho,是內分泌成纖維細胞生長因子21(FGF21)受體複合物主要部分。FGF21由肝臟產生,能透過血腦屏障,在調控能量代謝中發揮關鍵作用。動物實驗表明酒精使用能夠增加外周系統FGF21的表達水平,而外源性增加FGF21卻可降低酒精消耗。

2022年2月1日愛荷華大學Matthew J。 Potthoff研究團隊揭示了酒精使用引起的FGF21升高主要由肝臟產生的,FGF21可特異性作用於BLA腦區KLB陽性神經元投射到伏隔核的神經環路。

關鍵詞:酒精、成纖維細胞生長因子、杏仁核、伏隔核

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Nature Communication

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大腦某些遞質可透過自身再攝取機制進行重複利用,而穀氨酸大部分被星形膠質細胞上的穀氨酸轉運體攝取穀氨酸。穀氨酸-谷氨醯胺理論認為星形膠質細胞從突觸間隙攝取穀氨酸後將其轉化為谷氨醯胺,隨後重新轉運到神經元轉化為穀氨酸,這個理論存在爭議。

2022年2月7日巴黎文理研究大學Nathalie Rouach開發了一種羅丹明標記的谷氨醯胺探針-RhGln,發現在生理過程突觸附近的星形膠質細胞在攝取谷氨醯胺後轉運到突觸前結構,這個轉運過程依賴於星形膠質細胞連線蛋白Cx43為星形膠質細胞供應谷氨醯胺提供直接證據。

關鍵詞:突觸活動、星形膠質細胞、谷氨醯胺

012

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Nature Communication

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孤獨或社會隔離一直以來被認為是抑鬱症、焦慮症、肥胖等疾病的主要風險因素。在哺乳動物中,社會隔離引起的情緒反應中雌性要比雄性更為強烈一些。2022年2月8日愛丁堡大學 KumiO。Kuroda揭示了內側視前區的胰澱素-降鈣素受體訊號介導成年雌性小鼠的社交行為:社交隔離後降低該腦區胰澱素的表達,社互動動能夠促進胰澱素的表達。

關鍵詞:社交隔離、雌性、內側視前區

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