Tau蛋白病导致的神经稳态失调与神经元网络动态的破坏 背景与研究目的 神经稳态机制（homeostatic mechanisms）在维持大脑功能稳定性方面发挥着关键作用。在正常情况下，神经元活动的设定点（set-point），如放电率，会通过稳态机制进行动态调整，以应对学习、发育等过程带来的干扰。然而，神经退行性疾病（Neurodegenerative Disease，NDD）可能会破坏这些设定点，导致认知和行为功能的减退。Tau蛋白病（tauopathy）作为一种主要的神经退行性疾病，会在脑中形成异常Tau蛋白聚集，进而引起神经元功能的丧失。Tau蛋白病的主要表现包括Tau蛋白的磷酸化累积和神经元网络结构的退化。研究表明，Tau蛋白病在神经网络层面的破坏可能是导致认知功能减退的根源。 本研...
海马体中空间和时间整合与竞争机制的研究综述 研究背景与意义 在人类和动物的大脑中，空间和时间构成了情景记忆的主要维度，这些维度在个体对事件顺序、位置、时长等信息的编码中起到关键作用。长期以来，研究发现海马体是记忆的关键脑区，特别是在空间与时间的认知中发挥着重要作用。海马体中的位置细胞（place cells）能够准确表示个体在环境中的位置，而时间细胞（time cells）则用于表示特定的时间段。这些细胞的活动使得海马体有能力同时编码空间和时间信息，为情景记忆提供了基础。然而，空间与时间信息在海马体中的交互机制依然存在许多未解之谜。特别是对于单一神经元层面的空间-时间整合机制，尚缺乏系统性的研究。 为探究这一问题，Chen等人开展了该项研究，系统分析了海马体CA1区神经元在不同导航任务中的表...
一种脑干回路增强厌恶反应的机制研究 背景与研究动机 厌恶反应是人类与动物在面对威胁或不愉快刺激时产生的自然反应，能够帮助个体规避危险，并在进化过程中发挥重要的适应性作用。然而，当厌恶反应过度时，可能导致一系列情绪障碍，如抑郁、焦虑、躁郁症和创伤后应激障碍（PTSD）等。对厌恶信号的动态控制和调节有助于个体适应环境中的威胁，适时调整行为反应。然而，目前有关增幅厌恶反应的神经回路及其机制的研究仍不充分。此前的研究多集中于杏仁核及其关联的脑区对厌恶和负性情绪的控制作用，然而，杏仁核的激活往往直接诱发恐惧和焦虑行为，而不是单纯放大厌恶信号。因此，寻找一种能够精确调控厌恶反应强度的神经回路具有重要意义。 在本研究中，由梁景文、周宇、冯启儒等科学家组成的团队，基于中脑脚间核（Interpeduncula...
本文是由张廷鑫、毕铖、李祎然等学者撰写的一篇生物医学研究论文，于2024年11月6日发表在《Neuron》期刊上。研究由清华大学-北京大学生命科学中心的团队主导，探讨了机械敏感性钙离子通道Piezo1的磷酸化修饰在生理功能中的调控机制。该论文揭示了Piezo1在机械敏感性的转导过程中，通过特定残基磷酸化来调节其功能，以实现血压稳态及运动表现的生理作用。此研究不仅填补了Piezo1通道后转录修饰调控机制的空白，还具有潜在的临床意义。 研究背景 Piezo1和Piezo2是已知的机械敏感性阳离子通道，它们在多种细胞类型中介导机械力的转导过程，如内皮细胞、红细胞、成骨细胞、心肌细胞等。Piezo1特别在内皮细胞中发挥关键作用，通过感知血流引发的剪切力来调控血管发育、血管张力和血压调节。然而，尽管P...
压力下表现失常的神经基础——对灵长类大脑奖励信号与运动准备过程的互动解析 研究背景 “压力下表现失常”（choking under pressure）指在重要时刻因压力而未能达到预期表现的现象，典型的例子包括专业运动员在关键比赛中的失误。然而，这种现象不仅局限于体育竞技，在学术考试、视频游戏、解谜等日常情境中也普遍存在。之前的神经影像学研究暗示，压力下表现失常可能涉及到奖励和运动控制的神经结构，然而具体的神经机制尚不清楚。 为更好地理解该现象背后的神经机制，来自美国卡耐基梅隆大学（Carnegie Mellon University）和匹兹堡大学（University of Pittsburgh）等机构的Adam L. Smoulder和Aaron P. Batista等研究人员联合开展了一...
近年来，针对大脑发育过程中的延缓性（neoteny）研究获得了科学界的广泛关注，尤其是在探索人类大脑进化和神经发育疾病（NDDs）方面。由Baptiste Libé-Philippot、Ryohei Iwata等人所撰写的《Synaptic Neoteny of Human Cortical Neurons Requires Species-Specific Balancing of SRGAP2-SYNGAP1 Cross-Inhibition》一文（2024年，发表在《Neuron》）即深入探讨了这种延缓性现象在大脑皮质神经元中的分子机制。作者团队来自比利时的VIB-KU Leuven脑与疾病研究中心、美国哥伦比亚大学、自由布鲁塞尔大学以及其他知名机构。该研究探讨了与人类独有的基因SRG...
研究背景与目的 本研究聚焦于成年大脑皮层沟回的复杂形态学特征，特别是大脑沟（sulci）的线性与复杂性形态的分类及其形成机制。沟是大脑皮层表面的沟槽结构，对应不同的遗传特性、功能区以及胎儿时期的沟回发育时间。本研究团队试图通过自动化的数据管道分析，探索大脑沟回结构的分类特征及其与基因表达梯度的关系。此项研究的重要性在于：尽管大脑表面结构的个体差异极大，但其形成过程可能遵循某种规则。本研究旨在为沟回形态提供一种定量化分类体系，揭示沟回复杂性的发育来源，并为今后的神经发育与疾病研究提供新的视角。 研究来源与作者 此项研究由William E. Snyder及其团队完成，发表在2024年10月的《Neuron》期刊上。研究团队来自剑桥大学、美国国家精神卫生研究院、伦敦国王学院、巴黎萨克雷大学等多家...
胃肠道诱导的α-突触核蛋白和Tau蛋白传播引发帕金森病和阿尔茨海默病的共病病理及行为损伤 背景介绍 帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）和阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是两种常见的神经退行性疾病，分别由α-突触核蛋白（α-synuclein, a-syn）和Tau蛋白在大脑中聚集形成异常包涵体所致。Braak等研究提出一种假说，即PD的致病蛋白α-syn可能在胃肠道中的肠神经系统（Enteric Nervous System, ENS）先行聚集，并通过迷走神经向上传播至中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）。然而，传统的PD模型在精确模拟胃肠道到脑部的致病蛋白传播上存在技术瓶颈。因此，建立更具真实性的模型以...
EFTUD2缺乏触发小脑蒲肯野细胞铁死亡引发的细胞退化 小脑在运动协调和高级认知功能中扮演着重要角色，而小脑蒲肯野细胞（Purkinje Cell，PC）的健康对小脑的功能维持至关重要。基于替代性剪接（Alternative Splicing，AS）的基因调控在神经系统的发育过程中起到关键作用，尤其是在维持PC存活方面。研究发现，剪接体（spliceosome）和RNA结合蛋白（RBP）的异常会导致一系列神经发育和退行性疾病，包括PC的快速退化。这项研究的核心是EFTUD2基因，这是剪接体中一个关键的GTP酶，在RNA剪接过程中不可或缺。此前的研究已表明，EFTUD2突变可导致一种名为下颌面骨发育不良伴小头畸形（Mandibulofacial Dysostosis with Microcep...
核小体完整性破坏与RNA剪接在C9orf72-FTD/ALS中的调节失调 背景与研究动机 C9orf72 基因的 (GGGGCC)n 六核苷酸重复扩增是引发额颞叶痴呆（FTD）和肌萎缩侧索硬化症（ALS）的最常见遗传原因。研究表明，这些重复序列不仅会形成毒性RNA聚集，还会通过非典型翻译生成神经毒性双肽重复（DPR）蛋白聚集，尤其是聚甘氨酸-精氨酸（Poly-GR）。这些病理特征引发的RNA处理异常，如RNA错剪接等，是ALS和FTD患者中广泛存在的问题。尽管已有研究揭示了部分RNA结合蛋白（RBPs）与这些重复RNA的相互作用机制，但尚未明确这些相互作用如何引起全局性剪接失调。 在本研究中，研究者们尝试揭示 (GGGGCC)n 重复RNA对核小体相分离特性和动态的影响，进而深入探讨这种变化...