麻醉条件下线粒体基因编码电压指示器的开发与应用

麻醉条件下线粒体基因编码电压指示器的开发与应用

基于遗传编码电压指示器(GEVIs)的线粒体靶向应用 背景与研究动机 线粒体,作为真核细胞的能量工厂,在多种细胞过程中起着重要作用,包括生物能量转换、代谢物合成、细胞存活、钙存储和热量产生等。在需要大量需氧代谢的器官中,如大脑和心脏,线粒体的正常功能尤为关键。维持神经元和心肌细胞的静息膜电位需要消耗大量能量,这主要通过钠钾泵(Na+/K+ ATP酶)实现。线粒体内膜包含载体、离子通道和离子泵,负责运输各种物质,从而产生并影响线粒体膜电位(MMP, ψm)。ψm与各种细胞生理相关,包括能量生产、反应性氧化物(ROS)形成、促进代谢底物和离子的跨膜运输等。此外,ψm还影响线粒体形态,参与线粒体吞噬和凋亡等过程。 当前测量线粒体膜电位(Δψm)的方法依赖于脂溶性阳离子染料的分布。然而,至今还没有针...

一种半胱氨酰-tRNA合成酶突变引起的帕金森主/小脑共济失调综合征的新型常染色体显性遗传

一种半胱氨酰-tRNA合成酶突变引起的帕金森主/小脑共济失调综合征的新型常染色体显性遗传

半胱氨酰-tRNA合成酶突变引起的新的常染色体显性遗传的帕金森病/小脑共济失调综合征 背景 近日,中国科研团队发现一种罕见神经退行性疾病的新致病基因,该疾病表现为帕金森病和小脑共济失调症状的组合,且不符合已知的神经退行性疾病描述。研究表明,谷氨酰胺-tRNA合成酶(CARS)基因的一种突变是病症的病理成因。该研究揭示了神经退行性疾病的新致病机制,对病理学理解与未来治疗策略的制定有重要意义。 研究源起 该研究由刘汉奎、郝泓林、尤慧等学者联合完成。研究团队来自深圳华大基因、北京协和医学院附属医院、中国科学技术大学、中国医学科学院影像研究所、北京大学第三医院等机构。研究成果发表于《Neuroscience Bulletin》杂志上。 研究方法 该研究纳入了90名家族成员,通过体检、神经学评估以及国...

Amorfrutin B在缺氧/缺血条件下对人类小胶质细胞的影响研究

Amorfrutin B在缺氧/缺血条件下对人类小胶质细胞的影响研究:基于PPARγ途径的抗炎作用、增殖潜能和线粒体状态 研究背景 缺氧/缺血是导致新生儿和成人人群中脑损伤的主要原因。围产期窒息和缺血性中风是新生儿和成人高死亡率的主要原因,这些疾病在现今医学中仍是严峻挑战。围产期窒息的主要治疗策略是低温治疗,然而约40%的接受该治疗的新生儿会出现不良反应,如低血压和心肺系统血流动力学不稳定。而缺血性中风的常规治疗是重组组织型纤溶酶激活剂(rtPA),但由于其治疗的时间窗口狭窄,只有1-5%的患者能在症状出现4.5小时内接受治疗。炎症过程在围产期窒息和中风的发病机制中起着重要作用,调节脑内小胶质细胞的功能可以抑制神经炎症,从而促进恢复。因此,研究能够有效调节小胶质细胞功能的治疗手段是当前的研究...

高通量筛选与强化学习开发新型香豆素衍生物用于鲍曼不动杆菌肺部感染

新型香豆素衍生物对肺部感染的治疗研究综述 背景 随着抗生素耐药性的不断增加,尤其是Acinetobacter baumannii (鲍曼不动杆菌) 对抗生素的耐药性问题,全世界的科研人员开始寻找新的抗菌药物。这种革兰氏阴性菌具备高度的生存能力和抗药能力,成为全球医院内感染的重要病原体。由于缺乏有效的疫苗和药物,开发新的低毒、高效的抗菌药物成为解决这一问题的迫切需求。香豆素基异环(Coumarin-based heterocycles)因其独特的生物活性,尤其是在抗菌领域的研究备受关注。 论文来源 这篇研究论文由来自中国不同研究机构的多位学者撰写,包括:西安大学化工学院、第四军医大学、成都西南战区总医院和淄博职业病防治医院等。论文发表于《Journal of Neuroimmune Pharm...

β-羟基丁酸改善葡萄糖剥夺的HMC3人类小胶质样细胞的氧化还原状态、细胞因子生成和吞噬能力

研究报告:β-羟基丁酸盐改善葡萄糖剥夺的HMC3人类小胶质细胞的还原状态、细胞因子分泌和吞噬能力 引言 小胶质细胞是大脑中的常驻神经免疫细胞,占总神经胶质细胞的5-12%,具有很强的迁移、增殖和吞噬能力。例如,小胶质细胞通过吞噬脑实质中的凋亡细胞废物来维持健康的脑微环境。在中枢神经系统感染或损伤的情况下,小胶质细胞会迁移到损伤部位,吞噬侵入的病原体或死亡细胞的碎片,并通过释放炎症细胞因子、趋化因子和生长因子帮助受损组织恢复。尽管小胶质细胞表现出复杂的功能性多样性,但葡萄糖代谢的损害如何影响它们的功能尚不清楚。葡萄糖代谢障碍在几乎所有神经退行性疾病和精神疾病中都很常见,例如卒中、帕金森病、阿尔茨海默病、物质使用障碍、焦虑和抑郁等。糖尿病患者接受胰岛素治疗时也会暂时出现低血糖。了解葡萄糖剥夺对小...

重复低剂量脂多糖给药改善重复社会失败压力诱导的行为异常和免疫反应

重复低剂量脂多糖预处理改善重复社会挫败应激诱发的行为异常和异常免疫反应 背景介绍 应激对人体健康有显著影响,尤其是慢性应激会诱发多种生理和心理障碍。下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴是主要的神经内分泌系统,分泌糖皮质激素(glucocorticoid),如皮质酮和皮质醇,调控应激反应。然而,持续的慢性应激暴露会扰乱HPA轴调控功能,进而影响糖皮质激素的负反馈调节机制,导致生理功能失调。同时,糖皮质激素还调控免疫系统,包括炎症反应的免疫调节。这种应激激素在体外刺激免疫细胞,并通过血脑屏障或中枢神经系统的第二信使信号通路进入中枢神经系统,激活驻留的免疫细胞,特别是小胶质细胞。大量研究表明,慢性炎症与大脑功能失调,包括情绪、认知功能和行为模式密切相关。 近年来,研究发现低剂量脂多糖(lipopoly...

EGCG 通过ROS/Txnip/NLRP3 途径介导抑制BV2细胞中LPS/AβO 引发的神经炎症

Epigallocatechin-3-Gallate(EGCG)通过调节ROS/TXNIP/NLRP3通路抑制BV2细胞中的神经炎症 研究背景 阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)是一种主要发生在老年人中的退行性脑病,特征为持续的认知功能障碍和行为损害。AD的神经病理学变化包括β-淀粉样蛋白(Aβ)的沉积、异常神经原纤维缠结(Neurofibrillary Tangles, NFTs)以及大脑中的神经元丧失。研究表明,Aβ的慢性沉积会激活小胶质细胞,导致慢性炎症并最终导致神经元死亡和认知功能障碍。此外,核苷酸结合寡聚化结构域样受体家族吡啶结构域3(NLRP3)炎性小体的激活与小胶质细胞炎症和AD密切相关。因此,预防炎症小体的激活可能是治疗AD的潜在干预措施。 研究动...

米诺环素消除雄性大鼠神经损伤诱发的情感障碍个体差异并防止相关的脊髓上神经炎症

慢性神经痛影响个体的情感和行为障碍,米诺环素在小鼠模型中具有抗抑郁效果 背景介绍 慢性神经性疼痛(Chronic Neuropathic Pain, CNP)对患者的生活质量影响深远,但个体之间对该痛的反应存在显著差异,有些患者会表现出严重的疼痛相关情感和行为障碍,而另一些则相对较轻。这种差异的原因尚不清楚,人们对揭示这些差异背后的机制有着浓厚的兴趣。关于心理社会因素如应对方式、疼痛灾难化和自我效能等对慢性疼痛患者自我报告疼痛强度的影响已有研究(Arnstein et al. 1999; Pincus et al. 2002; Wood et al. 2016; Lazaridou et al. 2022)。此外,抑郁和焦虑是常见的致残性共病,影响到约三分之一到三分之二的慢性疼痛患者(Che...

SIV感染猕猴在抗逆转录病毒治疗下脊髓中的基因表达变化

NARP实验室研究揭示SIV感染对脊髓基因表达的影响 背景介绍 随着抗逆转录病毒治疗(ART)的实施,HIV相关的周围神经病变(HIV-DSP)仍然是HIV感染最普遍的神经学表现之一。HIV-DSP的临床症状包括无力、麻木、烧灼感和超敏反应。尽管已有ART控制病毒复制,但仍有多达三分之一的HIV患者持续表现出HIV-DSP的症状。这种现象的确切机制尚不完全清楚,目前认为HIV-DSP是由病毒的直接和间接效应以及某些ART药物(如反转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂)的潜在毒性作用共同引起的。此外,某些疾病如糖尿病和老化也可能起到促进作用。 脊髓是痛觉和感觉通路的核心组成部分,感觉受体通过背根神经节(DRG)的感觉神经元将伤害性感觉等传入脊髓,而脊髓背角的神经元通过多条通路将感觉信息传递到丘脑,最终投...

抗生素引发的肠道免疫调节减轻了实验性自身免疫神经炎(EAN)

抗生素引起的肠道免疫调节减轻实验性自身免疫性神经炎(EAN) 学术背景 Guillain-Barré综合征(GBS)是一种急性自身免疫性疾病,导致周围神经的炎性脱髓鞘病变。作为急性弛缓性瘫痪最常见的原因,全球年发病率为每10万人1-4例。GBS的病理特点包括肌肉髓鞘抗原反应性T细胞及巨噬细胞在子神经膜的聚集。尽管GBS的某些病理特征在不同亚型之间有所不同,但其核心机制被认为是分子模拟(molecular mimicry)机制驱使自身抗体介导的免疫反应,攻击周围神经节苷脂及其他未知的神经表位。这种机制通常被认为与呼吸道和尤其是胃肠道感染(如曲状菌肠炎)有关。 近来的研究表明,肠道微生物群的组成与GBS及其动物模型实验性自身免疫性神经炎(EAN)之间存在相关性。肠道微生物在调节肠道稳态和免疫耐受...