空间富集和基因组分析揭示NOMO1与肌萎缩侧索硬化症的关联 引言 运动神经元病（ALS）是一种严重的神经退行性疾病，患者的脑部和脊髓中运动神经元逐渐丧失。尽管在绝大多数间歇性ALS患者中，其遗传易患性仍然不确定，但TDP-43蛋白病理学是多数ALS患者（> 97%）的主要特征。此外，已有超过25个基因被报道与ALS有关，但大约90%的间歇性ALS患者无法用已知突变解释。现有研究表明，脑组织结构的复杂性是细胞间相互作用、生物功能和病理学的基础，了解细胞类型和区域脆弱性对于精确医学至关重要。 研究背景与目标 本研究旨在评估ALS相关基因在脑区域的脆弱性，并揭示区域特异性基因与ALS风险之间的遗传联系。为此，研究团队开发了一种基于熵加权差异基因表达矩阵的工具Spatiale，用于识别空间转录组学（...

近年来，阿尔茨海默病（AD）已成为影响全球老年人群的重要健康问题，其相关的神经病理改变可以在临床症状出现几十年前就开始发生。为了更全面地探讨AD风险与脑结构形态之间的关系，研究团队开展了一项双向性两样本孟德尔随机化（二游Sample Mendelian Randomisation, MR）研究，旨在探究遗传易感性是否通过影响脑结构而增加AD的风险。 研究背景 AD的病理变化通常首先出现在内侧颞叶，而后扩散到额叶、顶叶和颞叶新皮质以及皮层下区域。在疾病临床诊断前的20年，脑内β淀粉样蛋白的积累可能已经显现。因此，整合疾病临床症状出现前的生物学数据对于理解AD的病因、时序及进程，并开发早期检测和筛查策略至关重要。 研究目的 本研究旨在评估遗传易感性对全脑和局部脑皮质厚度、估计的总颅内体积、皮层下...

整合分子和空间分析揭示原位和侵袭性肢端黑色素瘤的进化动力学及肿瘤-免疫相互作用 论文的学术背景 黑色素瘤是皮肤癌的一种，而肢端黑色素瘤（Acral Melanoma, AM）是一种在手掌、足底以及指甲下发生的非暴露部位黑色素瘤，尤为常见于亚洲人群。然而，这类黑色素瘤常常在晚期才被诊断，这使得其预后极差。尽早发现和预防AM可以显著提高患者的预后。尽管近年来对于晚期侵袭性肢端黑色素瘤（Invasive Acral Melanoma, IAM）的基因组特征进行了大量研究，但对于早期原位肢端黑色素瘤（Acral Melanoma In Situ, AMIS）的了解仍然非常有限。因此，探讨AM从原位阶段到侵袭性阶段的进化动力学，以及其与肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME...

背景介绍 骨髓增生异常综合征（Myelodysplastic Syndromes，简称MDS）是一组起源于骨髓造血干细胞的异质性疾病，特征是血细胞产生减少。虽然近年来在治疗方面取得了一定进展，但全相合异基因造血干细胞移植（Allogeneic Hematopoietic Stem-Cell Transplantation, HSCT）仍是唯一能潜在治愈MDS的方法。然而，由于移植操作本身常伴随非可忽视的发病率和死亡率，针对病人的准确选择显得至关重要。传统上，临床上基于修订版国际预后评分系统（Revised International Prognostic Scoring System, IPSS-R）来做决策，该系统包含临床特征和细胞遗传异常。高风险患者通常建议立即进行HSCT，而对于低风险...

新诊断的IDH野生型胶质母细胞瘤中不同分子亚型中切除程度阈值的研究 引言 胶质母细胞瘤(glioblastoma, GBM)是成人中最常见的恶性脑肿瘤。虽然手术切除、放射治疗和化疗是目前的标准治疗方案,但GBM的预后仍然很差,中位生存期仅15个月左右。越来越多的研究表明,肿瘤切除程度是影响GBM患者预后的关键因素之一。然而,以往的研究多关注IDH基因状态和MGMT甲基化状态,而忽视了其他分子生物学亚型与切除程度之间的关系。 研究设计 本研究纳入了138例新诊断的IDH-野生型GBM患者。使用半自动软件对术前和术后的影像数据进行分析,测量肿瘤体积和切除程度。同时,对肿瘤标本进行了靶向次代测序,分析了205个与肿瘤相关的基因的突变状态。 研究人员使用递归分区分析(recursive partit...

5’非翻译区(5’UTR)是信使RNA(mRNA)分子起始端的一个调控区域,在调节翻译过程及影响蛋白质表达水平方面发挥着关键作用。语言模型已展现出解码蛋白质和基因组序列功能的有效性。在这项研究中,作者们介绍了一种针对5’UTR的语言模型,简称为UTR-LM。 研究背景 事实上,5’UTR在调控mRNA的翻译过程中扮演着重要角色,可以影响mRNA的稳定性、定位和翻译效率。之前已有大量研究探索了5’UTR的生物学特征,包括它的二级结构、可能与之互作的RNA结合蛋白,以及5’UTR突变对基因表达的影响等。mRNA的复杂功能及其对人类健康的潜在影响,凸显了需要开发更具普遍适用性的计算方法。 研究来源 本研究由普林斯顿大学电子与计算机工程系的Mengdi Wang教授课题组、斯坦福大学病理系的Le C...

本篇论文报道了关于斑鸭在大规模神经元扰动后如何恢复其复杂学习行为的研究。研究人员利用基因手段选择性地扰动斑鸭中产生鸣唱序列的关键脑区HVC(hyperpallium ventralis)中投射神经元的活动,导致鸣唱严重降解。令人惊讶的是,即使在被阻止鸣唱一段时间后,斑鸭也能在2周内完全恢复其原有鸣唱。 作者及论文来源:本研究由来自加州理工学院的Bo Wang、Zsofia Torok、Alison Duffy、David G. Bell、Shelyn Wongso、Tarciso A. F. Velho、Adrienne L. Fairhall和Carlos Lois共同完成。该论文于2024年发表在Nature Neuroscience杂志上。 研究工作流程: a)首先,作者利用慢病毒载体...

这篇论文报告了一项关于中脑多巴胺神经元自身刺激(intracranial self-stimulation, ICSS)的认知表征的研究。作者试图解答为什么大鼠会努力工作去获得ICSS,即多巴胺神经元的脉冲激活是如何在大脑中表征的。 研究背景: 多巴胺神经元的脉冲激活信号通常被认为是奖赏预测误差,在学习过程中起教师信号作用。但如果这个信号本身并不带有价值表征,为什么大鼠会为获得这种信号而努力工作呢?之前的研究并未深入探讨ICSS的认知表征基础。 作者来源: 本研究由加州大学洛杉矶分校(UCLA)和新泽西州立大学合作完成,第一作者来自UCLA心理系,合作者来自新泽西州立大学。该研究发表在自然神经科学(Nature Neuroscience)杂志上。 研究流程: 1) 将啰草酰胺可控光操纵离子通...

背景介绍: 大规模神经记录数据通常可以用神经元协同激活模式来描述。但是,将神经活动变异限制于固定的低维子空间的观点可能会忽略更高维的结构,例如固定的神经序列或缓慢演化的潜在空间。本研究认为,神经数据中与任务相关的可变性也可以在试次或时间上共同波动,定义不同的”协变量类”(covariability classes),这些类可能会在同一数据集中同时出现。 研究动机: 传统的降维方法(如主成分分析(PCA))通常只能捕捉单一的协变量类。为了区分混合在一起的多种协变量类,研究人员开发了一种新的无监督降维方法——切片张量分量分析(SliceTCA)。 研究方法: SliceTCA是一种新型张量分解方法,基于切片秩(slice rank)。它可以将神经数据张量分解为三种切片类型的分量:神经元切片、试次...

单细胞测序技术揭示了发育和成年小鼠及人脑中特殊的剪接模式 在神经系统中,信使RNA(mRNA)的剪接形式在建立细胞身份和调控细胞功能方面起着关键作作用。然而,迄今为止,还缺乏一份全面描绘脑区mRNA剪接形式的图谱。近日,来自纽约的一个研究小组利用增强版的单细胞长读长技术(scIsoR-seq2),系统性地研究了小鼠和人类脑区的mRNA全长剪接形式,并在不同脑区、发育时期和细胞类型之间进行了比对。 这项研究由威尔cornell医学院(Weill Cornell Medicine)的Hagen U. Tilgner博士和M. Elizabeth Ross博士课题组主导,论文发表在《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。研究人员从小鼠大脑的不同发育时期(出生后14天、21...