nature?neuro:編碼幸福和恐懼記憶的兩個(gè)神經(jīng)元群體被發(fā)現(xiàn)

人的情緒狀態(tài)部分受到腦部杏仁核結(jié)構(gòu)的控制，杏仁核結(jié)構(gòu)主要負(fù)責(zé)處理一些積極情緒比如幸福感，以及消極情緒比如恐懼和焦慮。

美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)新研究，發(fā)現(xiàn)情緒受到兩個(gè)神經(jīng)元群體的控制，這兩個(gè)神經(jīng)元群體負(fù)責(zé)編碼快樂和恐懼記憶。除此之外，這些細(xì)胞群體之間還會(huì)相互抑制，表明這兩個(gè)神經(jīng)元群體的不平衡可能與抑郁以及創(chuàng)傷后精神失調(diào)等精神紊亂疾病有關(guān)。

相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊nature neuroscience上。

在這項(xiàng)研究中研究人員證明他們能夠在小鼠體內(nèi)逆轉(zhuǎn)記憶的情緒關(guān)聯(lián)，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，他們?cè)谛∈筇幱诳鞓敷w驗(yàn)的時(shí)候人為激活了已經(jīng)儲(chǔ)存了包含負(fù)面情緒的記憶的海馬細(xì)胞，這樣的處理方式削弱了恐懼情緒與原來記憶之間的關(guān)聯(lián)性，用一種更加積極的情緒替換了恐懼情緒。

但是相同的策略對(duì)位于基底外側(cè)杏仁核的神經(jīng)元（bla細(xì)胞）并不起作用，這表明這些神經(jīng)元可能本身就負(fù)責(zé)編碼恐懼或者快樂記憶。隨后研究人員想要尋找一些基因差異，可以用來區(qū)分負(fù)責(zé)恐懼和負(fù)責(zé)獎(jiǎng)賞的神經(jīng)元群體，因此他們分析了bla細(xì)胞中開啟表達(dá)的所有基因，最后在負(fù)責(zé)編碼快樂記憶的bla細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)在負(fù)責(zé)編碼恐懼記憶的細(xì)胞中不表達(dá)的基因。除此之外，他們還在負(fù)責(zé)編碼恐懼記憶的細(xì)胞中找到了一個(gè)獨(dú)特的標(biāo)記基因。

這個(gè)與獎(jiǎng)賞神經(jīng)元有關(guān)的基因叫做ppp1r1b，其表達(dá)產(chǎn)物參與多巴胺信號(hào)途徑，對(duì)于快樂情緒的形成是非常重要的。但是目前對(duì)于與恐懼神經(jīng)元相關(guān)的基因rspo2的功能還不清楚。

而在解剖學(xué)上bla區(qū)域也分為前后兩部分，研究人員發(fā)現(xiàn)表達(dá)rspo的恐懼神經(jīng)元細(xì)胞組成了前部區(qū)域，而表達(dá)ppp1r1b的獎(jiǎng)賞神經(jīng)元細(xì)胞組成了后部區(qū)域。

研究人員還借助光遺傳技術(shù)證實(shí)了上述兩群神經(jīng)元細(xì)胞在記憶形成過程中發(fā)揮的重要作用。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)表達(dá)rspo2的神經(jīng)元受到抑制，小鼠不會(huì)形成恐懼記憶，而當(dāng)表達(dá)ppp1r1b的神經(jīng)元受到抑制，小鼠不會(huì)形成快樂記憶。研究人員還發(fā)現(xiàn)每一群神經(jīng)元都能抑制另外一群神經(jīng)元：當(dāng)刺激獎(jiǎng)賞神經(jīng)元產(chǎn)生活性，恐懼神經(jīng)元的活性就會(huì)受到抑制，反之亦然。這表明大腦始終在維持這兩個(gè)神經(jīng)元群體活性的平衡。

研究人員表示，這些結(jié)果加深了人們對(duì)于情緒記憶加工過程的理解，為未來進(jìn)行情緒功能和功能失調(diào)的研究開啟了新的大門。

Nature導(dǎo)讀生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)匯總(2022年5月下旬)

日本東京大學(xué)Umeharu Ohto和日本京都大學(xué)Norimichi Nomura團(tuán)隊(duì)共同合作近期取得重要工作進(jìn)展。他們研究發(fā)現(xiàn)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NTCP的結(jié)構(gòu)對(duì)乙型肝炎病毒進(jìn)入至關(guān)重要。該項(xiàng)研究成果2022年5月17日在線發(fā)表于《自然》雜志上。

在這里，研究人員報(bào)告了人類、牛和大鼠NTCPs在apo狀態(tài)下的低溫電子顯微鏡（cryo-EM）結(jié)構(gòu)，它揭示了跨膜隧道的存在和底物的可能運(yùn)輸途徑。

此外，人類NTCP在LHBs的肉豆蔻?；痯reS1結(jié)構(gòu)域存在下的低溫電鏡結(jié)構(gòu)以及突變和運(yùn)輸試驗(yàn)分析表明了一種結(jié)合模式，即preS1和底物競(jìng)爭(zhēng)NTCP中細(xì)胞外通道的開口。重要的是，preS1域相互作用分析能夠?qū)θ祟怤TCP中自然發(fā)生的HBV不敏感突變進(jìn)行機(jī)理解釋。綜上所述，他們的研究結(jié)果為HBV識(shí)別和哺乳動(dòng)物NTCPs對(duì)鈉依賴性膽汁酸易位的機(jī)制的理解提供了結(jié)構(gòu)框架。

據(jù)介紹，慢性乙型肝炎病毒 (HBV) 感染在全球影響超過2.9億人，是肝硬化和肝細(xì)胞癌的主要原因，估計(jì)每年導(dǎo)致82萬人死亡。HBV感染的建立需要病毒包膜糖蛋白L(LHBs)與宿主進(jìn)入受體鈉-?；悄懰峁厕D(zhuǎn)運(yùn)多肽(NTCP)之間的分子相互作用，NTCP是一種從血液到肝細(xì)胞的鈉依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。然而，目前對(duì)于病毒-轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相互作用分子基礎(chǔ)尚不清楚。

Source:/articles/s41586-022-04845-4

美國(guó)加州大學(xué)Arash Komeili研究小組在研究中取得進(jìn)展。他們發(fā)現(xiàn)不同基因簇誘導(dǎo)細(xì)菌鐵小體細(xì)胞器的形成。2022年5月18日出版的《自然》發(fā)表了這項(xiàng)成果。

在本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)一個(gè)與鐵結(jié)合的隔室，在此命名為“鐵小體”，是之前在厭氧細(xì)菌磁性脫硫弧菌中發(fā)現(xiàn)的。使用蛋白質(zhì)組學(xué)方法，研究人員鑒定了三種鐵小體相關(guān)(Fez)蛋白，它們?cè)贒.?magneticus中參與形成鐵小體。Fez蛋白由特定的操縱子編碼，包括FezB，F(xiàn)ezB是在系統(tǒng)發(fā)育和代謝不同的細(xì)菌和古細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的P1B-6-ATP酶。研究人員揭示了另外兩種細(xì)菌物種，Rhodopseudomonas palustris和Shewanella putrefaciens，通過其六基因fez操縱子產(chǎn)生鐵小體。

此外，研究發(fā)現(xiàn)fez操縱子還可以在外來宿主中形成鐵小體。使用S.?putrefaciens作為模型，研究表明鐵小體可能在厭氧適應(yīng)鐵饑餓中發(fā)揮作用?？傮w而言，該工作發(fā)現(xiàn)鐵小體可能是一類新的鐵儲(chǔ)存細(xì)胞器，并為研究它們?cè)诙喾N微生物中的形成和結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。

據(jù)了解，細(xì)胞內(nèi)鐵穩(wěn)態(tài)對(duì)于機(jī)體至關(guān)重要，通過嚴(yán)格調(diào)節(jié)鐵的輸入、流出、儲(chǔ)存和代謝來維持鐵穩(wěn)態(tài)。最常見的鐵儲(chǔ)存模式使用蛋白質(zhì)隔室，例如鐵蛋白和相關(guān)蛋白質(zhì)。盡管發(fā)現(xiàn)了脂質(zhì)結(jié)合的鐵隔室，但它們的形成和功能基礎(chǔ)仍然未知。

Source:/articles/s41586-022-04741-x

美國(guó)德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心Peter M Douglas研究組發(fā)現(xiàn)小G蛋白香葉?；杀O(jiān)測(cè)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)。2022年5月18日出版的《自然》雜志發(fā)表了這項(xiàng)成果。

他們描述了一種在秀麗隱桿線蟲中進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)監(jiān)測(cè)的機(jī)制，該機(jī)制涉及核激素受體 NHR-49 的轉(zhuǎn)錄失活，其通過與小 G 蛋白 RAB-11.1 結(jié)合的香葉基香葉酯結(jié)合到內(nèi)吞囊泡進(jìn)行胞質(zhì)隔離。由脂質(zhì)消耗引起的有缺陷的從頭類異戊二烯合成限制了 RAB-11.1 香葉基香葉?；?，這促進(jìn)了 NHR-49 的核易位和 rab-11.2 轉(zhuǎn)錄的激活，以增強(qiáng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在質(zhì)膜上的駐留。因此，他們鑒定了一種細(xì)胞可感知的關(guān)鍵脂質(zhì)，及與其相連 G 蛋白和核受體，它們的動(dòng)態(tài)相互作用使細(xì)胞能夠感知由于脂質(zhì)消耗引起的代謝需求，并通過增加營(yíng)養(yǎng)吸收和脂質(zhì)代謝來做出反應(yīng)。

據(jù)悉，脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)失衡會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生有害影響。然而，細(xì)胞如何感知由于脂質(zhì)消耗導(dǎo)致的代謝需求并通過增加營(yíng)養(yǎng)吸收做出反應(yīng)仍不清楚。

Source:/articles/s41586-022-04729-7

英國(guó)牛津大學(xué)Sebastian M. Shimeld研究組探明Hmx基因保留確定了脊椎動(dòng)物顱神經(jīng)節(jié)的起源。2022年5月18日出版的《自然》雜志發(fā)表了該項(xiàng)成果。

他們表明同源盒轉(zhuǎn)錄因子 Hmx 是脊椎動(dòng)物感覺神經(jīng)節(jié)發(fā)育的組成成分，并且在小腸絳蟲中，Hmx 是驅(qū)動(dòng)雙極尾神經(jīng)元分化程序所必要且充分的，這些細(xì)胞以前被認(rèn)為是神經(jīng)嵴的同源物。使用絳蟲和七鰓鰻轉(zhuǎn)基因，他們證明了莖-脊椎動(dòng)物譜系中，一個(gè)獨(dú)特的、串聯(lián)重復(fù)的增強(qiáng)子對(duì)調(diào)節(jié)的 Hmx 表達(dá)。他們還在絳蟲中展示了明顯強(qiáng)大的脊椎動(dòng)物 Hmx 增強(qiáng)子功能，表明上游調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的深度保留跨越了脊椎動(dòng)物的進(jìn)化起源。這些實(shí)驗(yàn)證明了絳蟲和脊椎動(dòng)物 Hmx 之間的調(diào)節(jié)和功能保護(hù)，并指出雙極尾神經(jīng)元是顱感覺神經(jīng)節(jié)的同源物。

研究人員表示，脊椎動(dòng)物的進(jìn)化起源包括與掠奪性生活方式的獲得相關(guān)的感官處理方面的創(chuàng)新。脊椎動(dòng)物通過由顱感覺神經(jīng)節(jié)服務(wù)的感覺系統(tǒng)感知外部刺激，其神經(jīng)元主要來自顱基板；然而，由于活體譜系之間的解剖學(xué)差異以及細(xì)胞類型和結(jié)構(gòu)之間的同源性分配困難，阻礙了對(duì)基板和顱感覺神經(jīng)節(jié)進(jìn)化起源的理解。

Source:/articles/s41586-022-04742-w

美國(guó)斯坦福大學(xué)Anthony E. Oro團(tuán)隊(duì)近期取得重要工作進(jìn)展。他們研究發(fā)現(xiàn)Gibbin中胚層調(diào)節(jié)模式上皮細(xì)胞的發(fā)育。該項(xiàng)研究成果2022年5月18日在線發(fā)表于《自然》雜志上。

在這里，研究人員鑒定了由Xia-Gibbs AT-hook DNA-binding-motif-containing 1（AHDC1）疾病基因編碼的蛋白質(zhì)Gibbin，它是早期上皮形態(tài)發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。他們發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)子或啟動(dòng)子結(jié)合的Gibbin與數(shù)十種序列特異性鋅指轉(zhuǎn)錄因子和甲基-CpG 結(jié)合蛋白相互作用，以調(diào)節(jié)中胚層基因的表達(dá)。Gibbin的缺失導(dǎo)致GATA3依賴性中胚層基因的DNA甲基化增加，導(dǎo)致發(fā)育中的真皮和表皮細(xì)胞類型之間的信號(hào)通路的缺失。

值得注意的是，Gibbin突變的人類胚胎干細(xì)胞衍生的皮膚類器官缺乏真皮成熟，導(dǎo)致表達(dá)p63的基底細(xì)胞具有缺陷的角質(zhì)形成細(xì)胞分層。體內(nèi)嵌合CRISPR小鼠突變體揭示了一系列Gibbin依賴性發(fā)育模式缺陷，這些缺陷影響了反映患者表型的顱面結(jié)構(gòu)、腹壁閉合和表皮分層。他們的結(jié)果表明，在Xia–Gibbs和相關(guān)綜合征中看到的模式表型源于基因特異性 DNA甲基化決定而導(dǎo)致的異常中胚層成熟。

據(jù)介紹，在人類發(fā)育過程中正確的外胚層模式需要先前確定的轉(zhuǎn)錄因子，如GATA3和p63，以及來自區(qū)域中胚層的位置信號(hào)。然而，外胚層和中胚層因子對(duì)穩(wěn)定基因表達(dá)和譜系定型的機(jī)制仍不清楚。

Source:/articles/s41586-022-04727-9

美國(guó)紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心Vinod P. Balachandran等研究人員合作發(fā)現(xiàn)，新抗原質(zhì)量可預(yù)測(cè)胰腺癌幸存者的免疫編輯。相關(guān)論文于2022年5月19日在線發(fā)表在《自然》雜志上。

研究人員表示，癌癥免疫編輯是癌癥的一個(gè)標(biāo)志，它預(yù)示著淋巴細(xì)胞會(huì)殺死更多的免疫原性癌細(xì)胞，使免疫原性較低的克隆體在群體中占主導(dǎo)地位。雖然在小鼠身上得到證實(shí)，但免疫編輯是否在人類癌癥中自然發(fā)生仍不清楚。

為了解決這個(gè)問題，研究人員調(diào)查了70個(gè)人類胰腺癌在10年內(nèi)是如何演變的。研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管有更多的時(shí)間積累突變，但罕見的胰腺癌長(zhǎng)期幸存者在原發(fā)腫瘤中具有更強(qiáng)的T細(xì)胞活性，其復(fù)發(fā)腫瘤的遺傳異質(zhì)性較低，免疫原性突變（新抗原）較少。為了量化免疫編輯是否是這些觀察結(jié)果的基礎(chǔ)，研究人員通過兩個(gè)特征來推斷了新抗原是否具有免疫原性（高質(zhì)量），這基于新抗原與已知抗原相似性的"非自體性"，以及基于新抗原與野生型肽相比不同地結(jié)合到MHC或激活T細(xì)胞所需的抗原性距離的"自體性"。利用這些特征，研究人員估計(jì)癌癥克隆的適應(yīng)性是T細(xì)胞識(shí)別高質(zhì)量新抗原的總成本被致癌突變的收益所抵消。

通過這個(gè)模型，研究人員預(yù)測(cè)了腫瘤的克隆進(jìn)化，并發(fā)現(xiàn)胰腺癌的長(zhǎng)期幸存者會(huì)發(fā)展出具有較少高質(zhì)量新抗原的復(fù)發(fā)性腫瘤。因此，研究人員展示了人類免疫系統(tǒng)自然編輯新抗原的證據(jù)。此外，研究人員提出了一個(gè)模型來預(yù)測(cè)免疫壓力是如何誘導(dǎo)癌細(xì)胞群隨時(shí)間演變的。更廣泛地說，這些研究結(jié)果表明，免疫系統(tǒng)從根本上監(jiān)督宿主的基因變化來抑制癌癥。

Source:/articles/s41586-022-04735-9

美國(guó)斯坦福大學(xué)Mark J. Schnitzer、Sadegh Ebrahimi等研究人員合作揭示感覺皮質(zhì)編碼和區(qū)域間通信的新興可靠性。2022年5月19日，國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表了這一成果。

研究人員對(duì)小鼠執(zhí)行視覺辨別任務(wù)的8個(gè)新皮層區(qū)域的神經(jīng)元活動(dòng)同時(shí)進(jìn)行了5天的成像，產(chǎn)生了超過21000個(gè)神經(jīng)元的縱向記錄。分析顯示，整個(gè)新皮層的事件序列從靜止?fàn)顟B(tài)開始，到感知的早期階段，并通過任務(wù)反應(yīng)的形成。在靜止?fàn)顟B(tài)下，新皮層有一種功能連接模式，通過共享活動(dòng)共變的區(qū)域組來識(shí)別。在感覺刺激開始后約200毫秒內(nèi)，這種連接重新排列，不同區(qū)域共享共變和任務(wù)相關(guān)信息。

在這個(gè)短暫的狀態(tài)中（大約持續(xù)300毫秒），區(qū)域間的感覺數(shù)據(jù)傳輸和感覺編碼的冗余都達(dá)到了頂峰，反映了任務(wù)相關(guān)神經(jīng)元之間相關(guān)波動(dòng)的短暫增加。刺激開始后約0.5秒，視覺表征達(dá)到一個(gè)更穩(wěn)定的形式，其結(jié)構(gòu)對(duì)單個(gè)細(xì)胞反應(yīng)中突出的、逐日的變化是強(qiáng)大的。在刺激出現(xiàn)約1秒后，一個(gè)全局波動(dòng)模式傳達(dá)了小鼠對(duì)每個(gè)受檢區(qū)域即將作出的反應(yīng)，并與攜帶感覺數(shù)據(jù)的模式正交。

總的來說，新皮層通過在感知開始時(shí)感覺編碼冗余的短暫提升、對(duì)細(xì)胞變異性穩(wěn)健的神經(jīng)群體編碼以及廣泛的區(qū)域間波動(dòng)模式來支持感覺性能，這些模式以不干擾的渠道傳遞感覺數(shù)據(jù)和任務(wù)反應(yīng)。

據(jù)了解，可靠的感覺辨別必須來自高保真的神經(jīng)表征和腦區(qū)之間的交流。然而，新皮層感覺處理如何克服神經(jīng)元感覺反應(yīng)的巨大變異性仍未確定。

Source:/articles/s41586-022-04724-y

近日，美國(guó)斯坦福大學(xué)Jesse M. Engreitz及其團(tuán)隊(duì)的最新研究揭示人類增強(qiáng)子和啟動(dòng)子序列的相容性規(guī)則。相關(guān)論文于2022年5月20日在線發(fā)表在《自然》雜志上。

研究人員設(shè)計(jì)了一種名為ExP STARR-seq（增強(qiáng)子x啟動(dòng)子自轉(zhuǎn)錄活性調(diào)節(jié)區(qū)測(cè)序）的高通量報(bào)告試驗(yàn)，并應(yīng)用它來研究人類K562細(xì)胞中1000個(gè)增強(qiáng)子和1000個(gè)啟動(dòng)子序列的組合相容性。研究人員確定了增強(qiáng)子-啟動(dòng)子兼容性的簡(jiǎn)單規(guī)則：大多數(shù)增強(qiáng)子以類似的數(shù)量激活所有啟動(dòng)子，內(nèi)在的增強(qiáng)子和啟動(dòng)子的活動(dòng)以倍數(shù)結(jié)合來決定RNA輸出（R2=0.82）。

此外，有兩類增強(qiáng)子和啟動(dòng)子顯示出微妙的偏好效應(yīng)。管家基因的啟動(dòng)子含有GABPA和YY1等因子的內(nèi)置激活模體，這降低了啟動(dòng)子對(duì)遠(yuǎn)端增強(qiáng)子的反應(yīng)性。表達(dá)不一的基因的啟動(dòng)子缺乏這些模體，對(duì)增強(qiáng)子表現(xiàn)出更強(qiáng)的反應(yīng)性?？傊@種對(duì)增強(qiáng)子-啟動(dòng)子兼容性的系統(tǒng)評(píng)估表明，在人類基因組中，有一個(gè)由增強(qiáng)子和啟動(dòng)子類型調(diào)整的乘法模型來控制基因轉(zhuǎn)錄。

據(jù)了解，人類基因組中的基因調(diào)控是由遠(yuǎn)端增強(qiáng)子控制的，它能激活附近特定的啟動(dòng)子。這種特異性的一個(gè)模型是，啟動(dòng)子可能對(duì)某些增強(qiáng)子有序列編碼的偏好，例如由相互作用的轉(zhuǎn)錄因子組或輔助因子介導(dǎo)。這種"生化兼容性"模型已被個(gè)別人類啟動(dòng)子的觀察和果蠅的全基因組測(cè)量所支持。然而，人類增強(qiáng)子和啟動(dòng)子內(nèi)在兼容的程度還沒有得到系統(tǒng)的測(cè)量，它們的活動(dòng)如何結(jié)合起來控制RNA的表達(dá)仍不清楚。

Source:/articles/s41586-022-04877-w

美國(guó)華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院David J. Pagliarini和美國(guó)摩根里奇研究所Joshua J. Coon共同合作，近期取得重要工作進(jìn)展。他們通過深度多組學(xué)分析來確定線粒體蛋白的功能。該項(xiàng)研究成果2022年5月25日在線發(fā)表于《自然》雜志上。

在這里，為了建立更完整的人類線粒體蛋白功能綱要，研究人員使用基于質(zhì)譜的多組學(xué)分析方法分析了200多個(gè)CRISPR介導(dǎo)的HAP1敲除細(xì)胞系。這項(xiàng)工作產(chǎn)生了大約 830 萬個(gè)不同的生物分子測(cè)量值，提供了對(duì)線粒體擾動(dòng)的細(xì)胞反應(yīng)的深入調(diào)查，并為蛋白質(zhì)功能的機(jī)制研究奠定了基礎(chǔ)。在這些數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下，他們發(fā)現(xiàn)PIGY 游開放閱讀框（PYURF）是一種S-腺苷甲硫氨酸依賴性甲基轉(zhuǎn)移酶伴侶，它支持復(fù)合物I組裝和輔酶Q生物合成，并且在以前未解決的多系統(tǒng)線粒體疾病中被破壞。

研究人員進(jìn)一步將推定的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC30A9與線粒體核糖體和OxPhos完整性聯(lián)系起來，并將RAB5IF確定為第二個(gè)含有導(dǎo)致腦面胸腔發(fā)育不良的致病變異的基因。他們的數(shù)據(jù)可以通過交互式在線MITOMICS.app資源進(jìn)行探索，表明許多其他孤兒線粒體蛋白的生物學(xué)作用仍然缺乏強(qiáng)大的功能表征，并定義了線粒體功能障礙的豐富細(xì)胞特征，可以支持線粒體疾病的基因診斷。

據(jù)了解，線粒體是真核生物新陳代謝和生物能學(xué)的中心。近幾十年來的開創(chuàng)性努力已經(jīng)確定了這些細(xì)胞器的核心蛋白成分，并將它們的功能障礙與150多種不同的疾病聯(lián)系起來。盡管如此，數(shù)以百計(jì)的線粒體蛋白仍缺乏明確的功能，約40%的線粒體疾病的潛在遺傳基礎(chǔ)仍未得到解決。

Source:/articles/s41586-022-04765-3

美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校Alcino J. Silva和Miou Zhou研究組合作揭示，C-C 趨化因子受體 5 (CCR5)可關(guān)閉記憶鏈接的時(shí)間窗口。相關(guān)論文發(fā)表在2022年5月25日出版的《自然》雜志上。

他們展示了CCR5（一種免疫受體，眾所周知是 HIV 感染的共同受體）的表達(dá)延遲（12-24 小時(shí)）增加在環(huán)境記憶形成后決定時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間，以便將該記憶與后續(xù)記憶關(guān)聯(lián)或鏈接。小鼠背側(cè) CA1 神經(jīng)元中 CCR5 的這種延遲表達(dá)導(dǎo)致神經(jīng)元興奮性降低，進(jìn)而負(fù)調(diào)節(jié)神經(jīng)元記憶分配，從而減少背側(cè) CA1 記憶集合之間的重疊。降低這種重疊會(huì)影響一個(gè)記憶觸發(fā)另一個(gè)記憶的召回能力，因此關(guān)閉記憶鏈接的時(shí)間窗口。

他們的研究結(jié)果還表明，與年齡相關(guān)的 CCR5 及其配體 CCL5 的神經(jīng)元表達(dá)增加會(huì)導(dǎo)致老年小鼠的記憶連接受損，這可以通過 Ccr5 敲除和美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)的藥物逆轉(zhuǎn)。抑制這種受體具有臨床意義?？偠灾?，這里報(bào)道的研究結(jié)果提供了對(duì)塑造記憶鏈接時(shí)間窗口的分子和細(xì)胞機(jī)制的見解。

據(jù)介紹，現(xiàn)實(shí)世界的記憶是在特定的環(huán)境下形成的，通常不是孤立地獲得或回憶的。時(shí)間是記憶組織中的一個(gè)關(guān)鍵變量，因?yàn)闀r(shí)間接近的事件更有可能有意義地關(guān)聯(lián)，而間隔較長(zhǎng)的事件則不是。大腦如何區(qū)分時(shí)間上不同的事件尚不清楚。

Source:/articles/s41586-022-04783-1

德國(guó)海德堡大學(xué)Rohini Kuner研究組發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤連接和終末器官靶向異常可引起神經(jīng)性疼痛。2022年5月25日出版的《自然》雜志在線發(fā)表了這項(xiàng)成果。

研究人員在神經(jīng)損傷后超過10個(gè)月的時(shí)間里，以縱向和非侵入性地方式對(duì)基因標(biāo)記的纖維群進(jìn)行成像，這些纖維群在皮膚周圍感知有害刺激（傷害感受器）和輕柔觸摸（低閾值傳入），同時(shí)跟蹤這些小鼠與疼痛相關(guān)的行為。完全去神經(jīng)支配的皮膚區(qū)域最初失去感覺，逐漸恢復(fù)正常敏感性，并在受傷幾個(gè)月后出現(xiàn)明顯的異常性疼痛和對(duì)輕觸的厭惡。這種神經(jīng)再支配引起的神經(jīng)性疼痛與傷害感受器有關(guān)，這些傷害感受器延伸到去神經(jīng)支配的區(qū)域，精確地再現(xiàn)神經(jīng)支配的初始模式，由血管引導(dǎo)，在皮膚中顯示出不規(guī)則的終端連接，并降低了模擬低閾值傳入的激活閾值。

相比之下，低閾值傳入神經(jīng)（通常在損傷后完整神經(jīng)區(qū)域中介導(dǎo)觸覺以及異常性疼痛）沒有重新建立神經(jīng)支配，導(dǎo)致僅具有傷害感受器的邁斯納小體等觸覺末端器官受異常神經(jīng)支配。敲除與傷害感受器有關(guān)的基因完全消除了神經(jīng)再支配異常性疼痛。因此，該研究結(jié)果揭示了一種慢性神經(jīng)性疼痛的發(fā)生機(jī)制，這種疼痛是由結(jié)構(gòu)可塑性、異常末端連接和神經(jīng)再支配過程中傷害感受器受損造成的，并為在臨床觀察到的對(duì)病人產(chǎn)生沉重負(fù)擔(dān)的矛盾感覺提供了機(jī)制框架。

據(jù)了解，神經(jīng)損傷會(huì)導(dǎo)致慢性疼痛和對(duì)輕柔觸摸的過度敏感（異常性疼痛）以及受傷和未受傷神經(jīng)聚集區(qū)域的感覺喪失。改善這些混合和矛盾癥狀的機(jī)制尚不清楚。

Source:/articles/s41586-022-04777-z

星形膠質(zhì)細(xì)胞在不同疾病中的反應(yīng)性轉(zhuǎn)錄調(diào)控不同，這一成果由美國(guó)加州大學(xué)Michael V. Sofroniew、Joshua E. Burda研究組經(jīng)過不懈努力而取得。2022年5月25日出版的《自然》雜志發(fā)表了這項(xiàng)成果。

研究人員通過將生物學(xué)和信息學(xué)分析（包括RNA測(cè)序、蛋白質(zhì)檢測(cè)、轉(zhuǎn)座酶可及染色質(zhì)測(cè)定與高通量測(cè)序(ATAC-seq)和條件基因缺失）相結(jié)合的方法來預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，這些調(diào)節(jié)因子調(diào)控了超過12,000個(gè)與小鼠和人不同中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中星形膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)有關(guān)的差異表達(dá)基因(DEGs)。與星形膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)相關(guān)的DEG在疾病中表現(xiàn)出明顯的異質(zhì)性。轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子也具有疾病特異性差異，但研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)在這兩個(gè)物種多種疾病中常見的由61個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子組成的核心組。實(shí)驗(yàn)表明，DEG多樣性是由不同轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子與特定細(xì)胞內(nèi)環(huán)境之間相互作用決定的。

值得注意的是，相同反應(yīng)性轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子可以調(diào)節(jié)不同疾病中顯著不同的DEG隊(duì)列。轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子對(duì)DNA結(jié)合基序的可及性變化在不同疾病之間存在明顯差異；對(duì)DEG變化至關(guān)重要的調(diào)控可能需要多個(gè)反應(yīng)性轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)性，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子可以顯著改變疾病結(jié)果，并可以將其作為治療靶點(diǎn)。該研究提供了與疾病相關(guān)反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞DEG及可搜索的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子資源。該研究結(jié)果表明，與星形膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)性相關(guān)的轉(zhuǎn)錄變化是高度異質(zhì)的，并且可通過特定于細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子組合產(chǎn)生大量潛在的DEG。

據(jù)悉，星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病和損傷作出反應(yīng)，反應(yīng)性變化會(huì)影響疾病進(jìn)展。這些變化包括DEGs，然而對(duì)DEGs背景多樣性和調(diào)控知之甚少。

Source:/articles/s41586-022-04739-5

近日，以色列魏茨曼科學(xué)研究所Karina Yaniv、Rudra N. Das等研究人員合作發(fā)現(xiàn)，淋巴管轉(zhuǎn)分化可產(chǎn)生專門的血管。相關(guān)論文于2022年5月25日在線發(fā)表在《自然》雜志上。

研究人員利用斑馬魚臀鰭的循環(huán)成像和系譜追蹤，從早期發(fā)育到成年，發(fā)現(xiàn)了一種通過淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞（LECs）的轉(zhuǎn)分化形成專門血管的機(jī)制。此外，研究人員證明了從淋巴與血液內(nèi)皮細(xì)胞（EC）衍生出的臀鰭血管在成年生物體中的功能差異，揭示了細(xì)胞本體和功能之間的聯(lián)系。研究人員進(jìn)一步利用單細(xì)胞RNA測(cè)序分析來描述了轉(zhuǎn)分化過程中涉及的不同細(xì)胞群和過渡狀態(tài)。

最后，結(jié)果表明，與正常發(fā)育相似，在臀鰭再生過程中，血管從淋巴管中重新衍生出來，表明成年魚的LEC保留了生成血液EC的效力和可塑性?？偟膩碚f，這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了通過LEC轉(zhuǎn)分化形成血管的先天機(jī)制，并為EC的細(xì)胞個(gè)體發(fā)生和功能之間的聯(lián)系提供了體內(nèi)證據(jù)。

據(jù)了解，細(xì)胞的譜系和發(fā)育軌跡是決定細(xì)胞身份的關(guān)鍵因素。在血管系統(tǒng)中，血液和淋巴管的EC通過分化和特化來滿足每個(gè)器官的獨(dú)特生理需求。雖然淋巴管被證明來自多種細(xì)胞來源，但LEC不知道會(huì)產(chǎn)生其他細(xì)胞類型。

Source:/articles/s41586-022-04766-2

德國(guó)馬克斯·普朗克免疫生物學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究所Thomas Boehm、Dominic Grün等研究人員合作揭示兩種雙潛能胸腺上皮細(xì)胞祖先類型的發(fā)育動(dòng)態(tài)。相關(guān)論文于2022年5月25日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

研究人員結(jié)合單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）和一個(gè)新的基于CRISPR-Cas9的細(xì)胞條形碼系統(tǒng)，在小鼠中確定胸腺上皮細(xì)胞隨時(shí)間變化的質(zhì)和量。這種雙重方法使研究人員能夠確定兩個(gè)主要的祖先群體：一個(gè)早期雙潛能祖先類型偏向皮質(zhì)上皮，一個(gè)產(chǎn)后雙潛能祖先群體偏向髓質(zhì)上皮。研究人員進(jìn)一步證明，連續(xù)提供Fgf7的自分泌導(dǎo)致胸腺微環(huán)境的持續(xù)擴(kuò)張，而不會(huì)耗盡上皮祖細(xì)胞池，這表明有一種策略可以調(diào)節(jié)胸腺造血活動(dòng)的程度。

據(jù)介紹，胸腺中的T細(xì)胞發(fā)育對(duì)細(xì)胞免疫至關(guān)重要，并取決于器官型的胸腺上皮微環(huán)境。與其他器官相比，胸腺的大小和細(xì)胞組成是異常動(dòng)態(tài)的，例如在發(fā)育的早期階段快速生長(zhǎng)和高T細(xì)胞輸出，隨后隨著年齡的增長(zhǎng)，胸腺上皮細(xì)胞的功能逐漸喪失，初始T細(xì)胞的產(chǎn)量減少。scRNA-seq發(fā)現(xiàn)了年輕和年老的成年小鼠胸腺上皮細(xì)胞的意外異質(zhì)性；然而，推定的產(chǎn)前和產(chǎn)后上皮祖細(xì)胞的身份和發(fā)育動(dòng)態(tài)仍未得到解決。

Source:/articles/s41586-022-04752-8

美國(guó)西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院Filip K. Swirski、Wolfram C. Poller等研究人員合作發(fā)現(xiàn)，大腦運(yùn)動(dòng)和恐懼回路在急性應(yīng)激期間調(diào)節(jié)白細(xì)胞。2022年5月30日，《自然》雜志在線發(fā)表了這項(xiàng)成果。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在小鼠急性應(yīng)激期間，不同的大腦區(qū)域塑造了白細(xì)胞的分布和整個(gè)身體的功能。利用光遺傳學(xué)和化學(xué)遺傳學(xué)，研究人員證明運(yùn)動(dòng)回路通過骨骼肌來源的吸引中性粒細(xì)胞的趨化因子誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞從骨髓快速動(dòng)員到周圍組織。相反，室旁下丘腦通過直接的、細(xì)胞內(nèi)的糖皮質(zhì)激素信號(hào)控制單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞從二級(jí)淋巴器官和血液向骨髓排出。這些壓力誘導(dǎo)的、反方向的、全群體的白細(xì)胞轉(zhuǎn)移與疾病易感性的改變有關(guān)。

一方面，急性應(yīng)激通過重塑中性粒細(xì)胞并引導(dǎo)它們被招募到損傷部位來改變先天免疫力。另一方面，促腎上腺素釋放激素（CRH）神經(jīng)元介導(dǎo)的白細(xì)胞轉(zhuǎn)移可防止獲得自身免疫，但會(huì)損害對(duì)SARS-CoV-2和流感感染的免疫力。總的來說，這些數(shù)據(jù)顯示，在心理壓力期間，不同的大腦區(qū)域會(huì)不同地、迅速地調(diào)整白細(xì)胞景觀，從而校準(zhǔn)免疫系統(tǒng)對(duì)身體威脅的反應(yīng)能力。

據(jù)了解，神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)有著錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系。盡管人們知道心理壓力可以調(diào)節(jié)免疫功能，但將大腦中的壓力網(wǎng)絡(luò)與外周白細(xì)胞聯(lián)系起來的機(jī)制途徑仍然不為人知。

Source:/articles/s41586-022-04890-z

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