5.8 脑科学日报| ​陈强团队报道神经元进化中的“缺失一环”

2023-05-08 11:27·脑科学世界

第1725期 脑科学日报

2023年5月8日

科 学 时 讯

1，Nature Communications：识别“自我”与“非我”，川大陈强团队揭示神经元进化中的“缺失一环”

来源：学术经纬

昆虫、螯肢动物、哺乳动物的神经元细胞表面识别受体的基因排布与异构体形成方式

神经细胞之间通过精准的连接形成特定的神经回路，从而感知外部世界并控制生物行为。神经连接——即“突触”的精准建立，要求神经细胞能够识别“自我”与“非我”。为此细胞表面表达了高度多样化的识别分子，赋予神经元独特的细胞表面身份，从而实现不同神经元的特异性识别。

近日，四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室陈强团队揭示了在蝎子等螯肢动物中发现的一种神经元表面受体sDscam（shortened Dscam）通过反式和顺式相互作用进行神经元自我识别的分子细节。Dscam（唐氏综合征细胞粘附分子）是在昆虫中发现的神经元表面受体，哺乳动物中则发现了cPcdh（成簇原钙粘蛋白）与突触特异性有关。然而，果蝇Dscam有38016种异构体，人类cPcdh有52种异构体，二者异构体数目差距如此之大，却行使类似的生理功能。新研究提示，sDscam可能是进化过程中从Dscam到cPcdh之间的“缺失一环”，为理解神经细胞表面识别分子的进化图景提供了一个框架。

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2，Cell：大中性氨基酸调控围产期神经元兴奋性和生存率

来源：BioArt

人类皮层分化是通过一系列时空有序的步骤，搭建了一套定位精准、功能协调的神经细胞层。这些步骤受一组基因网络引导和调控，其中的基因突变会导致神经发育失调以及神经精神紊乱。近日，来自奥地利Institute of Science and Technology Austria 的Gaia Novarino研究组通过对发育不同阶段的大脑皮层进行代谢组学检测分析，发现在围产期中，大中性氨基酸在调控神经元代谢、兴奋性以及生存率中具有至关重要的作用。

作者的工作建立了一套哺乳动物神经元保障大脑精准发育的有力模型，包括协同调节营养相关基因表达以及神经元活性等几方面方面；在一个短暂且极为重要的时间窗口改变上述过程可以导致大脑皮层发育永久性损伤。

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Cell：大中性氨基酸调控围产期神经元兴奋性和生存率

3，Nature：大脑如何控制生病和健康

来源：Nature Portfolio

越来越多的科学家正在绘制大脑控制身体免疫应答的图谱。神经系统和免疫系统之间有多条交流通路——从皮肤等器官的局部短回路，到从大脑延伸出来的长回路——这些通路在从自身免疫到癌症的各类疾病中都发挥着作用。这个系统的一些部分，比如连接身体和大脑的神经纤维大通道——迷走神经，已经启发了自身免疫疾病的多种疗法。

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Nature：大脑如何控制生病和健康

4，Nature Metabolism：星形胶质细胞线粒体功能障碍导致脂肪酸降解受损引发神经炎症和神经变性来源：王玉凯课题组 PD和AD星形胶质细胞为神经元提供关键的支持，其表型转化与神经退行性疾病有关。代谢上，星形胶质细胞具有低线粒体氧化磷酸化（OxPhos）活性，但其在神经退行性变中的病理生理作用尚不清楚。近日，亚利桑那大学健康科学中心脑科学创新中心的Fei Yin团队基于星形胶质细胞OxPhos降解FAs来维持脑脂质稳态是不可或缺的，使用星形胶质细胞特异性OxPhos缺乏的小鼠模型，来探究其诱导的类似人类AD的病理、结构、功能和行为特征，以及高度重叠的代谢和转录特征，最后揭示一种以脂质为中心的、类似于AD的机制。即OxPhos缺陷导致星形胶质细胞线粒体功能障碍，从而诱导神经炎症及神经退行性变。阅读链接：Nature Metabolism：星形胶质细胞线粒体功能障碍导致脂肪酸降解受损引发神经炎症和神经变性

5，Anesthesia & Analgesia：GABA发育与麻醉下脑电

来源：Anesthesiology神经科学

全身麻醉下脑电图（EEG）的特征变化与全身麻醉药物对中枢神经系统的调控机制息息相关，为全身麻醉下大脑状态监测提供了重要信息。全身麻醉药物（e.g.丙泊酚和吸入麻醉药）增强皮层脑电的Slow-delta振荡，增强GABA神经递质的功能是最重要的机制之一。

近日一篇研究探讨了在新生大鼠发育过程中，挥发性麻醉药异氟烷和七氟烷麻醉下皮层脑电图Slow-delta振荡的增强是否需要成熟的GABA递质抑制性传导。研究指出，在大鼠新生发育期，吸入麻醉药对脑电Slow-delta振荡功率密度存在从抑制到增强的变化特征，这伴随着前脑GABA递质传递功能从兴奋到抑制的转变。这一方面在发育模型中证实了前脑成熟的GABA递质抑制性传递是吸入麻醉药增强皮层脑电Slow-delta振荡所必需的，为新生个体麻醉监测提供了思路；另一方面，麻醉下的脑电变化特征可能在临床预测发育的成熟状况，提示人体大脑新生发育也可能存在GABA能系统从兴奋到抑制的功能性转变，回答发育神经科学领域的一个重要科学问题。

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Anesthesia & Analgesia：GABA发育与麻醉下脑电

6，不同程度尼古丁依赖者脑功能连接密度改变的功能磁共振成像研究

来源：磁共振成像传媒

尼古丁依赖（ND）是由于长期使用烟草导致的一种身心依赖的精神障碍疾病，先前的研究发现，轻度尼古丁依赖者比重度尼古丁依赖者更有可能尝试戒烟，但戒烟治疗的情况各不相同。了解不同程度尼古丁依赖的神经机制，对于科学指导戒烟具有重要意义。

近日，郑州大学第一附属医院磁共振科张勇教授团队研究应用FCD的方法探究尼古丁依赖者共有的大脑功能协调性改变，以及不同程度尼古丁依赖者是否有其更特异的大脑功能改变，以期为尼古丁依赖的神经机制提供更全面的发现，从而科学指导基于大脑的戒烟治疗。

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7，Nat Commun：城市是一场流动的盛宴，但新冠疫情降低了相遇人群的多样性

来源：集智俱乐部

众所周知，城市里多样的接触可以刺激经济生产力，同时也可以促进社会资本积累。然而，新冠疫情期间的出行限制迫使城市里的人们减少接触，这引发了一个问题：这种行为变化的社会影响是什么？近日一篇文章研究了在城市中相遇的个体的收入多样性。

研究发现，疫情期间，城市相遇的多样性大幅下降（下降15%~30%）。尽管在2021年底，总体流动性指标已恢复到疫情前的水平，但多样性的下降仍然持续。进一步分析表明，人们行为的变化，例如更低的探索新地方的意愿，长期减少了相遇的多样性。这篇文章的发现超越了疫情本身，也为疫情政策严格性和城市相遇多样性之间的权衡提供了启示。

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Nat Commun：城市是一场流动的盛宴，但新冠疫情降低了相遇人群的多样性

8，它们给别的物种造了一批“假老婆”，只为了自己更好地繁殖

来源：把科学带回家

在勾心斗角的自然界生存从来就不是什么容易的事——对一只一心寻找繁殖机会的苍蝇来说尤其如此。对于生长在南非纳马夸兰的许多植物来说，繁殖都是个争分夺秒的过程。这里的雏菊和许多虫媒花朵一样，提供花蜜和香味来吸引昆虫。然而，一些雏菊采取了另一种策略——为雄蝇模拟出一位“假老婆”，骗它们前来交配，从而达到自己授粉的目的。这样模拟成雌性、欺骗雄性授粉的行为并不少见，不过大多集中在兰科植物中。

雄蝇会抖动腹部、在斑点上来回旋转，还会在一朵花上的几个斑点之间来回徘徊。统计显示，在造访这些花朵的雄蝇中，高达75%的雄蝇都会尝试与斑点交配。而这几种形态型也的确吸引了更多雄蝇，获得了更多的传粉机会。

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它们给别的物种造了一批“假老婆”，只为了自己更好地繁殖

审校：Simon