超聲波助力老年痴呆治療;5-羥色胺平衡大腦內部交流

1,人腦實驗力證:超聲波大大助力老年痴呆治療,血腦屏障不再是阻礙!

近日,一項新的研究探索了超聲波治療對阿爾茨海默病患者的潛在益處。研究人員發現,使用聚焦超聲結合微泡治療,可以在由人類內皮細胞形成的血腦屏障中創造開口,從而向阿爾茨海默病患者遞送靶向藥物,新型超聲治療方法有望變革阿爾茨海默病的治療,從根本上改變人們對其治療的傳統理解。

該研究是首次在小鼠和其他動物模型的基礎上,對人類阿爾茨海默病患者腦細胞的研究技術進行了研究。相關研究以“Altered Brain Endothelial Cell Phenotype from a Familial Alzheimer Mutation and Its Potential Implications for Amyloid Clearance and Drug Delivery”為題在線發表在《Stem Cell Reports》雜誌上。

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2,腦科學研究院邵志勇課題組發現 “肌肉-表皮-膠質”信號軸調控突觸空間特異性

腦科學日報|超聲波助力老年痴呆治療;5-羥色胺平衡大腦內部交流

復旦大學腦科學研究院/醫學神經生物學國家重點實驗室邵志勇課題組在調控突觸空間特異性信號通路機制研究中取得重要進展。4月7日,相關研究成果以“A muscle-epidermis-glia signaling axis sustains synaptic specificity during allometric growth in C. elegans”為題,在線發表於elife雜誌上。

前期在模式動物秀麗隱杆線蟲的研究中發現上皮細胞中唾液素同源蛋白CIMA-1通過膠質細胞調控突觸空間位置的特異性,即突觸特異性受到上皮細胞-膠質細胞軸的調控。通過正向遺傳篩選,邵志勇課題組最近發現了體壁肌肉-膠質細胞軸也調控突觸空間特異性。肌肉中表達的保守的ADAMTS家族金屬蛋白酶MIG-17通過調控基底膜影響膠質細胞形態,進而調控線蟲神經環(類似高等動物的大腦)中突觸空間特異性。結合上皮細胞-膠質細胞軸對突觸特異性的調控,我們總結出上皮細胞-肌肉-膠質細胞軸調控突觸空間特異性。因為上皮細胞-肌肉-膠質細胞軸是在個體長大過程中調控突觸空間特異性,因此我們稱之為突觸異速生長(Synaptic allometry)。

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3,5-羥色胺如何平衡大腦內部的交流

我們的大腦一直在不停地“自言自語”。這些內部交流通常也會受到外部感官事件的狂轟濫炸。因此,這兩個神經過程的影響需要進行永久性的微調,以避免它們的不平衡。德國波鴻魯爾大學(RUB)的一組科學家揭示了神經遞質5-羥色胺在這種情況下的作用。

他們發現,不同的5-羥色胺能受體類型以一種可分離的方式控制著兩種信息流的獲取,即當前感官輸入和正在進行的大腦信號的調節。這一發現可能有助於診斷和治療與5-羥色胺系統功能障礙相關的神經疾病。這項研究在線發表在4月7日的eLife 期刊上。

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4,Cell Metabolism | 徐曉明/盛祖杭團隊聯合研究成果改善能量供應有助於脊髓損傷恢復


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通過移除神經細胞中的線粒體錨點蛋白Syntaphilin(SNPH)增加線粒體在神經軸突內的轉運效率,或者通過外源性補給神經元中肌酸 (Creatine)和磷酸肌酸的含量,可增加受損神經元的能量供給,從而促進脊髓損傷後的神經軸突再生,神經環路重建和運動功能恢復。


近日,印第安納大學醫學院徐曉明課題組和美國國立健康研究院盛祖杭課題組合作在Cell Metabolism發表了題為Restoring Cellular Energetics Promotes Axonal Regeneration And Functional Recovery After Spinal Cord Injury 的研究論文。該研究發現了增加神經元的能量供應可促進脊髓損傷後的神經再生和功能恢復。

高度分化的神經元細胞在損傷後面臨能量極度缺失的壓力,這一研究證明通過增強神經軸突內線粒體的運輸或提高能量代謝對於促進中樞神經系統的軸突再生和功能恢復起到關鍵作用。

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5,Nat Comm | 成功構建人源小膠質細胞嵌合小鼠

小膠質細胞是大腦中的先天性免疫細胞 (innate immune cells),通過保護大腦免受病毒和細菌的感染來維持大腦健康。在大腦發育過程中,小膠質細胞還會雕刻由神經元形成的突觸,即突觸修剪。在疾病條件下,小膠質細胞也會清除死細胞或細胞碎片。人多能幹細胞(human pluripotent stem cells , hPSC)可以分化為我們體內任何類型的細胞,包括小膠質細胞。

Rugters大學的Peng Jiang江鵬團隊建立了人源小膠質嵌合小鼠大腦模型。在這個模型中,他們將hPSC衍生的人源小膠質細胞植入新生小鼠大腦中,從而使這些人源小膠質細胞在大腦環境中生長和發育。這些小膠質細胞非常類似於人腦中的小膠質細胞。在這個研究中成功建立了人源小膠質嵌合小鼠大腦模型,以更好地瞭解人源小膠質細胞在健康和疾病中的作用。

成果於近日發表在Nature Communications,題為:Human iPSC-derived mature microglia retain their identity and functionally integrate in the chimeric mouse brain。

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6,Biological Psychiatry:vmPFC在情緒、決策、社會認知和精神疾病中扮演多重角色

腹內側前額葉(vmPFC)與多種社會,認知和情感功能有關,而很多精神疾病中,這些功能都會受到一定程度的損害。在這篇綜述中,來自University of Wisconsin–Madison的學者總結了一系列以人類和動物為實驗對象的研究,證明了vmPFC是大腦皮層和皮層下網絡的一個關鍵節點。

本文發表在Biological Psychiatry雜誌,文章大致分為四個部分:

第一個部分對vmPFC在解剖學上定義的方式做簡要描述;

第二部分廣泛引用各種研究結果,依次說明vmPFC在①基於獎賞和價值的決策②對負性情緒的產生和調節③社會認知和“自我”有關信息的加工處理這3個方面,和其他腦區、腦網絡相互配合,共同發揮的作用;

第三部分在第二部分的基礎上,使用薈萃分析,揭示了vmPFC中與這三種功能相對應的不同亞區,以及這些亞區與各種精神疾病之間的關聯;

最後一部分介紹了臨床研究的幾種可能的轉化途徑,包括如何利用vmPFC的影像結果對治療效果做出預測、判斷,vmPFC如何作為治療靶標等。

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7,PNAS:蘋果皮中的化合物可逆轉多發性硬化症中的神經元損傷


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熊果酸介導的EAE免疫調節和神經再生作用模型

多發性硬化症(MS)的特徵是肌肉無力和麻痺加劇,有多種療法可在早期幫助延緩疾病的進展,但很難逆轉已經發生在神經元中的損傷。《PNAS》上的一項新研究表明,在蘋果、李子等水果的果皮和一些草藥中發現的一種化合物熊果酸,可以減少對神經元的進一步損害,還有助於重建覆蓋神經元的保護鞘,從而逆轉這種損害。

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8,谷歌大腦新研究:單一任務的強化學習遇瓶頸?是「災難性遺忘」的鍋!圖靈獎得主Bengio參與

來自谷歌大腦的最新研究提出,強化學習雖好,效率卻很低下,這是為啥呢?——因為AI遭遇了「災難性遺忘」!所謂災難性遺忘,是機器學習中一種常見的現象。在深度神經網絡學習不同任務的時候,相關權重的快速變化會損害先前任務的表現。而現在,這項圖靈獎得主Bengio參與的研究證明,在街機學習環境(ALE)的單個任務中,AI也遇到了災難性遺忘的問題。

研究人員還發現,在他們提出的Memento observation中,在原始智能體遭遇瓶頸的時候,換上一隻相同架構的智能體接著訓練,就能取得新的突破。

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