神经元的弱葡萄糖酵解有助于维持认知和有机体健康

这篇论文旨在探讨神经元代谢过程中糖酵解的生理学重要性。长久以来,尽管神经元的活动主要依靠葡萄糖提供能量,但神经元对葡萄糖的代谢相对较弱,主要通过糖酵解而不是其他代谢途径完成。这种现象可以归因于6-磷酸果糖-2-激酶-果糖-2,6-二磷酸酶-3(PFKFB3)这一促进糖酵解的关键酶的持续降解。PFKFB3在成人神经元中的低水平尚不清楚其生理学重要性;然而,理解这种“弱糖酵解”现象对脑功能的重要性具有重要意义。 研究来源 论文由Daniel Jimenez-Blasco及其合作研究团队完成,作者隶属于包括西班牙萨拉曼卡大学、比利时瑟克尔大学等多个研究机构。这篇论文发表在Nature Metabolism杂志,文章DOI为https://doi.org/10.1038/s42255-024-010...

Hippo-YAP/TAZ 信号通路对脂肪塑性和能量平衡的协调作用

Hippo-YAP/TAZ 信号通路对脂肪塑性和能量平衡的协调作用 脂肪组织不仅作为能量储存物,还扮演内分泌器官的角色。然而,协调这些功能的机制至今仍不清楚。本文揭示了转录共调节因子YAP和TAZ通过解耦脂肪质量和瘦素(leptin)水平来维持代谢稳态,并调节脂肪细胞的塑性。研究结果表明,通过删除上游调节因子LATS1和LATS2激活脂肪细胞中的YAP/TAZ信号通路,能够将成熟的脂肪细胞转化为无脂蛋白样细胞,而不引起脂肪代谢功能障碍。鉴于此现象,由于血循环中的瘦素水平增加,未导致脂肪消耗相关的代谢功能障碍。机制上,YAP/TAZ-TEAD信号直接结合瘦素基因上游增强子以调控瘦素表达。进一步研究表明,禁食和再进食期间,YAP/TAZ活性与瘦素调控密切相关且功能必需。 本文由韩国KAIST(K...

PNPO-PLP轴通过调节溶酶体活性影响缺氧环境中的炎症反应

氧气是地球上所有后生动物(metazoan organisms)必不可少的物质,影响着各种生理和病理条件下的生物过程。虽然已经识别出诱导急性缺氧反应的氧感应系统,包括缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factor, HIF)通路,但这些系统在长期缺氧中的作用机制仍然未被充分阐明。本文探讨了维生素B6生物激活酶,即吡哆醛5′-磷酸(pyridoxal 5′-phosphate, PLP),作为氧感应器在长期缺氧条件下调节巨噬细胞溶酶体活动的机制。 文章来源介绍 这篇论文由多个研究机构的科学家联合撰写,主要作者包括Hiroki Sekine、Haruna Takeda、Norihiko Takeda和Akihiro Kishino等。该研究发表在《Nature Metabolis...

运动时间差异影响小鼠骨骼生长

体育锻炼时间对小鼠骨骼生长的差异性影响 引言 骨骼生长对于成年人的身高和骨骼健康至关重要。研究表明,体育锻炼能有效提高骨密度,但最佳的锻炼时间尚不明确。本研究通过比较不同时间段锻炼对小鼠骨骼生长的影响,探讨最佳锻炼时间。 研究由华中科技大学同济医学院口腔医学院和其他几所科研机构共同完成,发表于《Nature Metabolism》。 背景与目的 现有研究证实体育锻炼可增加骨质量和强度,但不同时间段锻炼对骨骼生长的差异性影响仍未明确。本研究旨在探讨一天中不同时间段的锻炼对小鼠骨骼生长的影响,揭示其背后的分子机制。 研究方法 实验对象与分组 研究对象为华中科技大学同济医学院实验动物中心提供的3周龄C57BL/6J小鼠,共计890只雄性和98只雌性。实验分为6组,其中早期静息期ZT1组、早期活跃期...

用于无线监测颅内信号的可注射超声波传感器

用于无线监测颅内信号的可注射超声波传感器

无线可注射超声传感器用于颅内信号监测 背景介绍 颅内生理状态的直接、精确监测对于损伤的划分、预后评估以及疾病的预防具有极其重要的意义。然而,传统的有线临床设备,如经皮导线,虽然在数据采集的准确性方面表现出色,但却存在感染风险、病人活动受限以及在移除过程中可能面临的手术并发症等问题。无线植入设备提供了更大的操作自由度,却在检测范围有限、降解性能差以及在人体内缩小尺寸方面存在诸多挑战。 论文来源 本文由来自华中科技大学、南洋理工大学、新加坡科学技术研究局及武汉同济医学院等多个研究所的研究人员联合撰写,发表在《Nature》期刊2024年6月6日的第630卷上。本文的主要作者包括Hanchuan Tang, Yueying Yang, Zhen Liu, Wenlong Li, Yipeng Zh...

基于CNN的新型图像分割流水线用于个体化猫脊髓刺激建模

基于卷积神经网络(CNN)的图像分割流程用于个体化猫脊髓刺激建模 背景与研究动机 脊髓刺激(Spinal Cord Stimulation, SCS)是一种被广泛应用于慢性疼痛管理的治疗方法。近年来,它也被用于调节神经活动,旨在恢复失去的自主或感知运动功能。个性化的建模和治疗计划是确保SCS安全有效的重要方面。然而,生成所需细节和准确性水平的脊柱模型需要耗时且劳动密集的手工图像分割,由人类专家进行。因此,迫切需要自动化分割算法,以便在数据有限的情况下也能生成高质量的解剖模型。 论文来源 本文由Alessandro Fasse、Taylor Newton、Lucy Liang、Uzoma Agbor、Cecelia Rowland、Niels Kuster、Robert Gaunt、Elvir...

经股动脉支架电极阵列进行股神经血管内刺激的可行性

经股动脉支架电极阵列进行股神经血管内刺激的可行性 近年来,对外周神经的电刺激作为恢复受损神经功能的一种治疗方法逐渐受到关注。传统的电极阵列通常需要通过侵入性手术进行植入,这对患者的身体造成了较大的负担。因此,血管内支架电极阵列作为一种侵入性较小的替代方案,显示出了巨大的潜力。本文旨在研究通过血管内支架电极阵列刺激股神经的可行性,并与商用的心脏起搏导管进行性能比较。 论文背景与目的 电刺激外周神经已被用于治疗无法通过常规药物疗法恢复的神经功能障碍,例如治疗难治性癫痫和抑郁症。此外,这项技术还被用于研究治疗炎症性肠病、肌肉骨骼疾病、慢性疼痛管理以及为假肢提供感觉反馈等应用场景。然而,传统电极阵列的侵入性植入手术限制了其作为长期治疗方法的实际应用。 本文描述的研究旨在解决血管内支架电极阵列在外周神...

贝叶斯估计群体事件相关电位成分

背景介绍 事件相关电位(Event-Related Potentials,ERPs)的研究提供了关于大脑机制的重要信息,尤其在解释各种心理过程时具有独特优势。在这些研究中,通常在被试执行特定任务时记录多通道脑电图(EEG),根据刺激类型和被试反应将试验分为不同类别,并取各类别试验的平均值计算ERPs。记录头皮表面的ERPs有较好的时间分辨率,但由于体积传导效应,其空间分辨率较低。 解决体积传导问题的一种方法是使用盲源分离(Blind Source Separation,BSS)方法。若BSS方法用在单次试验数据间,其主要目标是更准确地刻画个体ERPs;若BSS方法用在个体ERPs数据间,其主要目标是识别大脑反应的共性特征。然而,目前的大多数BSS算法并不能充分考虑ERPs噪声的复杂特性:空间...

神经细胞聚糖水凝胶促进严重外伤性脑损伤后的功能恢复

神经细胞生长糖胺聚糖水凝胶促进严重创伤性脑损伤后的功能恢复 创伤性脑损伤(TBI)是一种严重的神经系统疾病,其治疗的复杂性多年来困扰着医学界。创伤性脑损伤不仅会导致患者立即的神经功能丧失,还会引起长时间的组织萎缩,导致长期残疾。为了解决这一问题,研究者们一直在探索如何促进脑组织的修复与功能恢复。本次,我们将介绍《neuritogenic glycosaminoglycan hydrogels promote functional recovery after severe traumatic brain injury》这篇发表在Journal XX上的研究论文。 一、研究背景与目的 创伤性脑损伤(TBI)分为轻度、中度和重度,而严重创伤性脑损伤(sTBI)不仅引发神经细胞的快速死亡,还导致脑...

神经电极在慢性植入过程中对小鼠神经功能连接的层依赖性影响

神经电极在慢性植入过程中对小鼠神经功能连接的层依赖性影响 引言 该研究探讨了慢性植入微观电极对小鼠C57BL6野生型小鼠脑内神经功能连接的长期影响。植入脑内的电极能够进行神经信号的记录和电刺激,在脑机接口(Brain-Computer Interface, 简称BCI)系统中有着广泛的应用,如恢复运动控制和感官感知。然而,随着时间的推移,植入电极记录到的信号会逐渐衰退,该退化被认为是“异物反应”(Foreign-Body Response, FBR)造成的。然而,FBR如何具体影响植入周围区域的神经回路功能及其稳定性尚不明确。本研究旨在揭示长期FBR如何改变局部神经回路功能,深入理解其对BCI解码装置的影响。 研究背景与目的 植入神经电极虽然有潜在的应用价值,然而其在记录灵敏度和稳定性上仍存...