腦科學日報:可實時研究大腦深層結構細胞外pH動力學的探針

2021-01-13 腦科學君

1，專家點評Cell Research | 汪源/陳路/張燕組揭示惡性膠質瘤發生路徑和潛在早期診療時間窗口

來源：BioArt

1月4日，四川大學華西醫院生物治療國家重點實驗室汪源/陳路/張燕組課題組在Cell Research 雜誌在線發表題為「Sequential fate-switches in stem-like cells drive the tumorigenic trajectory from human neural stem cells to malignant glioma」的研究論文。

該研究中，作者通過基因編輯敲除hNSC中膠質母細胞瘤（Glioblastoma，GBM）相關抑癌基因成功構建了多個高成瘤率的惡性膠質瘤新模型。這些模型很好的模擬了患者 GBM的病理和分子特徵。通過多組學時序分析，作者在多時間點、多層次、單細胞精度揭示了hNSC在體內發生惡性轉化形成腫瘤的全景圖譜，確立了時間點特異的動態轉錄調控機制，發現了一系列新的潛在促瘤因子並對其中的C1QL1進行了功能驗證。通過構建腫瘤發生樹和譜系追蹤實驗，作者發現了一種在成瘤過程中持續存在的NSC-like細胞，其在成瘤過程中發生多次命運轉變，分時、依序產生不同的惡性譜系。在早期關鍵時間點針對這些細胞進行短時程靶向幹預即可有效抑制腫瘤發生，證明存在潛在早期診療時間窗口。

2，第一款多合一微型pH探針：實時研究大腦深層結構細胞外pH動力學

來源：生物通

日本東北大學的研究人員開發出了第一款多合一微型pH探針，可以用於實時研究大腦深層結構中固有的細胞外pH動力學。研究發現公布在Biosensors and Bioelectronics雜誌上。

研究團隊開創一種融合了兩種不同技術的混合設備：一束具有電和光功能的無縫集成的細纖維，以及化學傳感器（其光位置由傳感器確定）。這種組合可以對大腦內，尤其是較深區域內的固有化學信號進行空間分辨檢測，並具有較高的空間，時間和化學解析度。這是第一個專注於pH檢測的模型。同時研究人員也對探針進行了體內測試，證明它能夠檢測到對大鼠癲癇發作的輕微pH波動。

3，武漢大學張先正/鍾振林等Small：多功能金亞納米顆粒用於膠質母細胞瘤放射增敏治療

來源：奇物論

武漢大學張先正、鍾振林，首都醫科大學附屬北京天壇醫院FuSheng Liu等人設計了由金亞納米顆粒(GSNPs)、血腦屏障(BBB)穿透肽iRGD和細胞周期調節因子α-二氟甲基鳥氨酸組成的集成藥物--D - iGSNPs。

在模擬BBB和原位小鼠GL261膠質母細胞瘤模型中，DiGSNPs被證明對BBB穿透和腫瘤靶向具有有益的作用。同時，來自細胞和動物實驗的數據顯示，D- iGSNPs能夠使RT增敏。更重要的是，D-iGSNPs與低劑量RT的協同作用可以顯示出與高劑量RT幾乎相同的治療效果。

4，lab-on-a-chip：建立一個腸腦軸體外模型

來源：生物通

科學研究表明，腸道-大腦信號控制基本功能，就像一個飽腹的大腦信號能停止進食一樣，並與抑鬱症和自身免疫疾病等複雜疾病的發展有關，還有我們自己的意識體驗和直覺。

馬裡蘭大學帕克分校的研究人員已經在一個實驗皿中設計了一個實驗性的腸腦系統，通常被稱為晶片實驗室（lab-on-a-chip），開始識別這些獨立但相互依賴的器官系統所依賴的分子和信號通路溝通。最終的晶片設計採用了團隊所描述的transwell系統。它有一個由內皮細胞組成的「迷你腸道」的獨立隔室，內皮細胞構成了腸道襯裡的模型，還有一個單獨的「迷你大腦」隔室，迷你大腦是一個由從小龍蝦（鰲蝦）身上解剖出來的腹部神經索組成的模型神經系統。在設計和建立了他們的腸腦模型之後，研究小組進行了初步測試。研究小組相信，他們的系統將首次允許同時實時監測兩個腸-腦軸組織之間的信號，而無需對人或動物進行侵入性操作。

5，Science子刊：天然Aβ抗體與阿爾茨海默病腦澱粉樣變和認知功能的關係

來源：MedSci梅斯

澱粉樣蛋白β（Aβ）是阿爾茨海默症（AD）的核心治病物質。人體內廣泛存在天然Aβ自身抗體(NAbs-Aβ),研究表明NAbs-Aβ能夠拮抗Aβ的神經毒性作用,對AD起保護作用。

來自重慶第三軍醫大學大坪醫院神經內科王延江教授的研究提示，NAbs-Aβ具有表位相關的功能異質性,即中段NAbs-Aβ能夠顯著抑制Aβ聚集、拮抗Aβ神經毒性作用,從而具有神經保護作用;而N端NAbs-Aβ則能夠與神經元直接結合併促進Aβ產生,促進神經元凋亡;AD患者體內Aβ自身抗體譜呈現特徵性紊亂,即中段的NAbs-Aβ比例相對降低而N端NAbs-Aβ比例相對升高,Aβ自身抗體譜的紊亂可能參與了AD的發生和發展,同時具有一定的臨床診斷價值。

近期，王延江教授團隊進一步對NAbs-Aβ與AD腦澱粉樣變和認知功能的關係進行了評估。相關結果發表在Science子刊《科學進展》（Science Advances）雜誌上。研究結果證明了Aβ自身抗體譜的紊亂可能參與了AD的發生和發展。適應性免疫系統在AD進展過程中的呈動態改變，並與當前的被動免疫治療策略相關。

6，一種神經發育障礙？針對戀童障礙的新發現

來源：醫脈通精神科

戀童障礙（PD）：患者對青春期前（通常年齡≤13歲）兒童持續存在性興趣，由此引發顯著的痛苦，並升高了兒童性虐待的風險。增進對PD神經生物學起源的理解，或有助於預防針對兒童的性犯罪。

日前，瑞典卡羅林斯卡研究所Christoph Abé等針對PD患者的臨床及神經生物學特徵開展了量化分析，旨在了解PD的病因學及指導治療。該研究近日發表於Acta Psychiatr Scand. 。本項研究是迄今為止探討戀童障礙（PD）神經生物學及臨床特徵的規模最大的單中心研究。分析顯示，PD患者伴發精神問題的比例較高，如抑鬱焦慮障礙、ADHD/ASD症狀、顯著性慾亢進等，且平均智商低於對照。此外，PD患者默認模式網絡相關腦區的皮質表面積存在異常，海馬及伏隔核體積更小；上述發現與性侵犯史無關，而智商及食指與無名指長度比（2D:4D）與PD患者的腦結構異常相關。作者指出，上述發現提示PD可能存在神經發育異常的背景。

7，高血鐵水平與短壽命相關

來源：煎蛋

2020年一項大規模研究發現，血鐵水平可能會影響壽命。這項研究涵蓋了來自3個公共資料庫中超100萬人的遺傳信息。它還重點關注了3個主要的年齡衡量指標：壽命長度，無疾病的生命時期(稱為健康壽命)以及長壽因子。在整個分析過程中，顯示出基因組的10個關鍵區域與長壽相關，部分關鍵基因組負責人體鐵代謝。簡言之，血液中鐵過多似乎與更早死亡的風險有關。

數據分析師保羅·蒂默斯表示：「這些發現令我們感到非常興奮，因為它們強烈地表明，血液中的高鐵含量會降低我們的健康壽命。我們推測，鐵代謝與壽命的關係，也能解釋為什麼鐵含量高的紅肉與心臟病有關。」該研究已經發表在《自然通訊》上。

8，機器人有 「觸覺」 了！上交&MIT發明一款機器人，自己拿起筆就能甩

來源：DeepTech深科技

麻省理工學院（MIT）計算機科學系博士王少雄和另外一位一作王辰的一篇有關機器人可以自我採集觸覺數據並自我分析，最終能夠完成特定動作的論文獲得了機器人領域國際頂會 IROS 2020 的最佳論文獎。

研究的成果是一個名叫 「SwingBot」的 「甩筆」 機器人。它將一根筆由下到上翻轉了 180 度，這不是研究人員給它 「餵」 了大量的數據才建立的模型，而是它通過自我採集觸覺數據並學習分析後的結果。論文題目為 「SwingBot: Learning Physical Features from In-Hand Tactile Exploration for Dynamic Swing-up Manipulation」（SwingBot：從手部觸覺探索中學習物理特徵，以實現動態擺起操作）。

前文閱讀

1，腦科學日報：大腦「排毒「分「日「與「夜「；睡覺如何「療傷「？

2，腦科學日報：全腦神經元鑑定的多色圖譜；你聽說過醫療小丑嗎？

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