学术背景 神经退行性疾病，如帕金森病（Parkinson’s disease, PD）和阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD），通常伴随着病理蛋白的异常聚集和传播。α-突触核蛋白（α-synuclein）的异常聚集是帕金森病和其他突触核蛋白病（synucleinopathies）的核心病理特征。尽管已有大量研究揭示了α-突触核蛋白纤维（fibrils）的核心结构与其病理传播能力之间的关系，但纤维外层的“模糊区域”（fuzzy coat）在病理传播中的作用尚不明确。这一模糊区域由蛋白质的N端和C端组成，具有高度灵活性，传统结构解析技术难以捕捉其详细结构。因此，作者旨在探讨α-突触核蛋白纤维的模糊外层在病理传播中的具体作用，并揭示其潜在的分子机制。 论文来源 该研究由Yu...

学术背景 睡眠在记忆形成中扮演着至关重要的角色，尤其是非快速眼动睡眠（NREM sleep）被认为是记忆巩固的关键阶段。然而，记忆巩固的具体机制，尤其是细胞内信号分子如何与神经活动协调，仍然是一个未解之谜。其中，环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate, cAMP）作为细胞内第二信使，在学习和记忆中发挥了重要作用。尽管cAMP信号通路在记忆形成中的重要性已被广泛研究，但其在睡眠期间的实时动态变化及其与神经活动的协调关系仍不清楚。 为了解决这一问题，研究者们探索了cAMP在睡眠期间的动态变化，特别是其在NREM睡眠中的振荡模式，并试图揭示这些振荡如何影响海马体（hippocampus）与皮层（cortex）之间的相互作用，进而促进记忆的巩固。这一研究不仅填补了c...

学术背景 脑卒中（stroke）是全球范围内导致成人残疾的主要原因之一，其核心问题是神经元的损伤和神经功能障碍。尽管脑卒中后的神经再生（neurogenesis）和神经修复（neurorepair）过程被认为对恢复至关重要，但其具体机制尚未完全阐明。近年来，研究表明免疫细胞在脑卒中后的神经修复中扮演了重要角色，尤其是先天淋巴样细胞（Innate Lymphoid Cells, ILCs）中的第二组先天淋巴样细胞（Group 2 Innate Lymphoid Cells, ILC2s）。ILC2s在多种生理和病理条件下显示出其重要性，包括组织修复和免疫调节。然而，ILC2s在中枢神经系统中的作用，尤其是在脑卒中后的神经修复中的作用，仍未被充分研究。 本研究的目的是探讨ILC2s在脑卒中后神经...

学术背景 体感系统在感知机械、温度、疼痛和痒等多样感官信号中起着至关重要的作用。这些信号通过不同类型的周围传入神经传递到脊髓，经过复杂的处理和整合后，由脊髓投射神经元（Spinal Projection Neurons, SPNs）传递到大脑。SPNs是体感系统中的关键节点，但其在大脑中的投射模式和具体功能尚未完全明确。特别是，单个SPNs的投射模式以及它们如何在大脑中形成复杂的神经回路，仍然是神经科学领域的一个重大挑战。 为了更深入地理解体感系统的神经回路，研究人员需要对SPNs及其在大脑中的投射进行高分辨率的映射。此前的研究主要依赖于批量标记技术，缺乏单细胞分辨率，无法揭示单个神经元的投射多样性。因此，本研究旨在通过单神经元投射组分析，构建小鼠大脑中体感上行通路的高分辨率神经回路图，揭示...

学术背景 认知控制是人类根据目标和情境灵活调整行为的能力，而前额叶皮层（Prefrontal Cortex, PFC）在这一过程中扮演着至关重要的角色。过去的研究认为，PFC通过高维度的任务变量表征来读取规则，进而指导行为。然而，越来越多的证据表明，丘脑（Thalamus）可能在规则选择和信息传递中起到关键作用。特别是，丘脑与PFC之间的紧密连接使得丘脑能够从PFC的输入中选择相关信息，并将其反馈给PFC，从而影响后续的任务处理。 本研究旨在探索丘脑如何从PFC的输入中选择抽象规则，并通过与PFC的交互来维持这些规则的表征。通过研究灵长类动物在执行规则任务时的神经活动，研究者希望揭示丘脑在认知控制中的具体作用，并阐明其与前额叶皮层的动态交互机制。 论文来源 这篇论文由Jessica M. P...

学术背景 TDP-43（TAR DNA结合蛋白43）是一种主要存在于细胞核中的RNA结合蛋白，参与RNA代谢的多个过程，包括转录、剪接、RNA运输和翻译。然而，在多种神经退行性疾病中，如肌萎缩侧索硬化症（ALS）和额颞叶痴呆（FTD），TDP-43会从细胞核中消失并在细胞质中形成不溶性的聚集体。这种细胞质聚集和核功能丧失被认为是疾病发生的关键机制。尽管TDP-43在神经退行性疾病中的重要性已被广泛认可，但其病理机制仍不完全清楚，尤其是在细胞模型中同时重现TDP-43的细胞质聚集和核功能丧失仍然具有挑战性。 为了解决这一问题，本研究旨在通过使用TDP-43低复杂度域（LCD）形成的淀粉样纤维，触发TDP-43的细胞质聚集和核功能丧失，从而模拟人类神经元中的病理特征。通过这一模型，研究人员希望揭...

阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是最常见的痴呆症类型，其特征是大脑中淀粉样蛋白（Amyloid-beta, Aβ）斑块和神经纤维缠结（Neurofibrillary Tangles, NFTs）的积累，导致大脑功能的逐步退化。尽管Aβ斑块和NFTs长期以来被认为是AD病理的标志物，但针对这些病理蛋白的治疗策略效果有限，且常伴随严重副作用。因此，深入理解AD在分子和细胞水平上的病理机制，对于开发疾病修饰疗法至关重要。 海马体是大脑中与记忆、导航和认知密切相关的区域，尤其在AD早期阶段易受损害。然而，关于海马体在AD中的分子和细胞变化的研究主要依赖于小鼠模型，人类海马体的空间转录组图谱尚未被系统绘制。为此，本研究旨在通过空间转录组测序（Spatial Transcr...

神经元（neurons）是大脑的基本计算单元，其形态和连接方式决定了大脑的计算能力。神经元的多样性是由一系列基因表达波（waves of gene expression）所驱动的，这些基因表达波引导细胞通过一系列快速发育事件，最终定义神经元的身份。传统的实验表明，神经元亚型的特异性是由转录因子（transcription factors）与局部信号相互作用的级联反应决定的。然而，单细胞转录组学（single-cell transcriptomics）的研究表明，转录组（transcriptome）本身并不能完全解释神经元亚型的多样性，因为神经元还进化出了广泛的后转录调控程序（post-transcriptional programs），这些程序在空间和时间上塑造基因表达。 微RNA（micr...

慢性疼痛（chronic pain）是一种复杂的多维体验，涉及感觉、情感和认知等多个维度。尽管传统的镇痛药物和抗抑郁药物被广泛使用，但超过50%-60%的慢性疼痛患者未能从中受益。因此，寻找新的治疗策略成为迫切需求。近年来，神经调控技术（neuromodulation）作为一种替代疗法逐渐受到关注，其中初级运动皮层（primary motor cortex, M1）的刺激被认为是一种有效的治疗手段。然而，M1在慢性疼痛中的具体作用机制尚不明确。特别是，痛觉感觉输入如何影响M1的活动，以及如何通过纠正M1的缺陷来调节疼痛处理，仍然是未解之谜。 本研究旨在揭示M1在慢性疼痛中的神经回路机制，探讨感觉-运动交互在疼痛处理中的作用，并阐明M1通过下行抑制通路调节慢性疼痛的机制。这一研究不仅为理解慢性...

学术背景 线粒体是细胞的能量工厂，其内膜（mitochondrial inner membrane, MIM）的完整性对细胞功能至关重要。prohibitin（PHB）是一类高度保守的蛋白质家族，包含PHB1和PHB2两种亚型，它们在多种细胞过程中发挥重要作用，包括线粒体应激信号传导、细胞周期调控、凋亡和寿命调节等。尽管PHB1和PHB2被认为在线粒体内膜中作为支架蛋白发挥作用，但其分子组织方式长期以来一直不明确。以往的研究通过酵母中的负染色电子显微镜（EM）推测PHB1/PHB2异二聚体可能形成直径约20 nm的环状结构，但这些推测缺乏直接的实验证据。因此，揭示人类prohibitin复合物的分子结构对于理解其在维持线粒体内膜完整性和空间组织中的功能具有重要意义。 论文来源 本研究由来自M...