背景介绍 蛋白质翻译后修饰（Post-Translational Modifications, PTMs）是调节细胞活动的关键机制，包括基因转录、DNA修复和蛋白质相互作用等。其中，半胱氨酸（Cysteine）作为稀有氨基酸，通过其硫醇基团（Thiol Group）参与多种PTMs，尤其是在氧化还原平衡和信号传递过程中发挥着重要作用。S-硫酰化（S-Sulfhydration）是一种重要的PTM，与心血管疾病和神经系统疾病的发生和发展密切相关。然而，S-硫酰化的具体机制仍不明确，尤其是在位点识别方面存在较大的挑战。 传统的S-硫酰化位点识别方法，如生物素转换法（Biotin Conversion Method）和马来酰亚胺荧光法（Maleimide Fluorescence Method），...
免疫细胞在应对多种刺激时会经历细胞因子驱动的极化过程，这一过程会改变其转录谱和功能状态。这种动态变化在健康和疾病中的免疫反应中起着核心作用。然而，目前尚缺乏一种系统的方法来评估单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据中的细胞因子驱动极化现象。为了解决这一问题，研究人员开发了单细胞统一极化评估（SCUPA）方法，这是首个用于全面评估免疫细胞极化的计算方法。 论文来源 该论文由Wendao Liu和Zhongming Zhao共同撰写，他们分别来自The University of Texas MD Anderson Cancer Center UTHealth Houston Graduate School of Biomedical Sciences和Center for Precisio...
单细胞转录组测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技术的出现，为研究细胞发育和分化过程中的基因表达动态提供了前所未有的分辨率。然而，由于生物过程的复杂性，不同条件下的细胞发育轨迹往往是不对称的，这给数据的整合和比较带来了挑战。现有的方法通常依赖于将不同条件下的样本整合后再进行聚类分析或推断共享轨迹，但这些方法在处理不对称轨迹时往往效果不佳，可能会掩盖关键的差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）。 为了解决这一问题，研究人员开发了一种新的方法——Trajectory Alignment of Gene Expression Dynamics (Tragedy)。Tragedy方法能够在不进行数据集整合...
背景介绍 脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是当前医学界面临的一大难题，尤其是神经功能的恢复。研究表明，神经元在脊髓再生中扮演着关键角色，但在复杂的病理环境中，神经元受到多种因素的影响，导致其迅速进入衰老状态。衰老的神经细胞不仅失去增殖能力，还会通过分泌衰老相关分泌表型（Senescence-Associated Secretory Phenotype, SASP）诱导周围细胞进入衰老状态，形成恶性循环，进一步加剧局部组织的退化。现有的治疗手段，如清除衰老细胞的senolytic疗法，虽然能短期缓解症状，但未能从根本上解决细胞衰老的问题。因此，寻找一种能够逆转神经细胞衰老、促进神经功能恢复的新型治疗方法成为当前研究的重点。 论文来源 这篇研究论文由来自Shanghai...
学术背景 在组织修复过程中，慢性缺氧（chronic hypoxia）会对干细胞的功能产生负面影响。骨膜干细胞（Periosteal Stem Cells, PSCs）作为骨修复的主要贡献者，其功能在缺氧条件下的变化尚不明确。尽管缺氧在组织修复早期可能对某些干细胞有益，但长时间的缺氧会引发细胞凋亡（apoptosis），从而阻碍骨再生。因此，开发一种能够根据时间需求精确调节氧气供应的系统，对于优化PSCs功能、促进骨再生具有重要意义。 本研究旨在解决以下问题： 1. 缺氧对PSCs的时效性影响：缺氧在何时从有益转为有害？ 2. 智能氧气供应系统的开发：如何设计一种能够远程控制氧气释放的系统，以应对缺氧对PSCs的负面影响？ 3. 血管生成与骨再生的协同作用：如何通过药物（如普伐他汀，Prav...
学术背景 神经系统的再生能力在不同部位存在显著差异。周围神经系统（Peripheral Nervous System, PNS）的轴突在损伤后能够自发再生，而中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）的轴突则缺乏这种能力。这种差异使得CNS损伤后的恢复极为困难，尤其是脊髓和视神经的损伤。尽管PNS的轴突能够再生，但其再生速度非常缓慢，通常为每天1至4毫米，且长距离再生的成功率极低。因此，如何加速PNS轴突的再生，并促进CNS轴突的再生，一直是神经科学领域的重大挑战。 此前的研究表明，G3BP1（Ras GTPase-activating protein SH3 domain-binding protein 1）在PNS轴突中形成应激颗粒（stress granul...
阿尔茨海默病中CRTC1的S-亚硝基化对CREB依赖性基因表达的破坏 学术背景 阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是一种常见的神经退行性疾病，其特征是记忆和认知功能的逐渐丧失。AD的病理机制复杂，涉及到多种分子和细胞过程，其中蛋白质的异常修饰被认为是疾病进展的关键因素之一。S-亚硝基化（S-nitrosylation）是一种由一氧化氮（NO）介导的蛋白质翻译后修饰，已被证明在多种神经退行性疾病中发挥重要作用。然而，S-亚硝基化在AD中的具体作用机制尚未完全阐明。 本研究聚焦于cAMP反应元件结合蛋白（CREB）的转录共激活因子CRTC1（CREB-regulated transcription coactivator 1）的S-亚硝基化在AD中的作用。在正常大脑中...
辐射诱导的细胞可塑性为福司柯林介导的胶质母细胞瘤分化提供基础 学术背景 胶质母细胞瘤（Glioblastoma, GBM）是成人中最致命的脑癌之一，患者的中位生存期仅为15至18个月。尽管手术联合放化疗可以延缓疾病进展，但这些治疗方法无法完全控制肿瘤的生长，靶向治疗和生物制剂也未能显著提高患者的生存率。胶质母细胞瘤的复杂性和血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）的存在使得传统治疗难以奏效。近年来，分化疗法（Differentiation Therapy）作为一种新兴的治疗策略，试图通过诱导肿瘤细胞分化为非增殖性细胞来抑制肿瘤的生长。然而，分化疗法在临床应用中的效果有限，主要原因在于肿瘤细胞的分化阻力和治疗的精准性不足。 本研究基于前期研究发现，辐射（Radiation）...
内源性大麻素通过细胞外微泡按需释放 学术背景 内源性大麻素（endocannabinoids, ECBs）是一类脂质神经递质，通过激活大麻素受体CB1在大脑功能中发挥关键作用。与经典的神经递质不同，ECBs的储存和释放机制一直未能被完全阐明，这导致了对这些信号如何调控的理解存在重大空白。尤其是2-花生四烯酸甘油（2-arachidonoylglycerol, 2-AG）作为主要的ECB之一，其释放和运输的分子机制尚不明确。此前的研究提出了“按需生产”（on-demand production）模型，认为2-AG在特定刺激下由神经元合成并释放，但这一模型无法完全解释2-AG如何从神经元中释放以及如何跨越细胞膜到达靶细胞。 为了解决这一问题，研究人员开发了一个结合遗传编码荧光传感器、电生理学和数...
小鼠耳蜗中听觉传出神经元与II型螺旋神经节传入神经元之间的GABA能突触 背景介绍 听觉系统的复杂性和精密性一直是神经科学研究的重要课题。耳蜗作为听觉系统的关键组成部分，其内部细胞和神经元的相互作用对听觉功能的实现至关重要。外毛细胞（outer hair cells, OHCs）通过其电运动特性放大声音信号，从而增强听觉敏感性和频率调谐。OHCs不仅接受来自内侧橄榄耳蜗（medial olivocochlear, MOC）传出神经元的胆碱能反馈，还通过II型螺旋神经节神经元（type II spiral ganglion neurons, SGNs）向脑干传递信息。然而，OHC区域的神经元之间的相互作用机制尚未完全明确，尤其是GABA（γ-氨基丁酸）在其中的作用。 此前的研究表明，MOC神经...