腦科學日報:調控胚胎極化的發育時鐘;舒緩音樂可減輕術後疼痛

2021-01-21 腦科學君

1,劍橋大學團隊首次找到調控小鼠胚胎極化的發育時鐘

來源:小柯生命

近日,英國劍橋大學Magdalena Zernicka-Goetz及其研究團隊揭示了調控小鼠胚胎極化的發育時鐘。12月11日出版的《科學》雜誌發表了這項成果。

研究人員發現,胚胎極化時鐘反映了合子基因組激活的開始,並確定了觸發極化所需的三個因素。在存在激活的Ras同源家族成員A(RhoA)的情況下,將轉錄因子AP-2γ(Tfap2c)和TEA域轉錄因子4(Tead4)的表達時間提前能夠誘導早熟極化以及隨後的細胞命運分化和形態發生。Tfap2c和Tead4誘導肌動蛋白調節因子的表達,該蛋白控制膜上頂端蛋白的募集,而RhoA調節其橫向移動性,從而允許頂端結構域的出現。因此,Tfap2c、Tead4和RhoA是小鼠中極化和細胞命運分化的調節因子。

2,Nature背靠背 | HSP70功能特異性調控的機制與神經退行性疾病治療

來源:BioArt

圖註:Class A與Class B家族的JDPs結構域示意圖

普遍存在的熱休克蛋白70 (HSP70)家族由ATP依賴的分子伴侶組成,它們執行許多細胞功能,影響蛋白質生命周期的包括生物合成到降解的幾乎所有方面。

近日,Nature上刊發了兩篇關於HSP70功能多樣性調控的機制文章,分別是以色列魏茨曼科學研究學院Rina Rosenzweig研究組與德國DKFZ-ZMBH聯盟Bernd Bukau研究組合作發表的文章題為HSP40 proteins use class-specific regulation to drive HSP70 functional diversity以及德國DKFZ-ZMBH聯盟Bernd Bukau研究組以及Anne S. Wentink合作發表的文章題為Molecular dissection of amyloid disaggregation by human HSP70,作者們通過核磁共振顯微鏡等方面的實驗,發現JDPs作為共分子伴侶在其與HSP70s結合的特異性調控方面的作用,揭開了HSP70具有廣譜性生物功能的具體分子機制。

3,主動出擊,提前編輯大腦基因,以預防阿爾茲海默症

來源:Bio生物世界

近日,加拿大拉瓦爾大學的研究人員在預印本 bioRxiv 發表了一項題為:Base editing strategy allows insertion of the A673T mutation in APP gene to prevent the development of Alzheimer's disease 的研究論文。

該研究嘗試通過單鹼基編輯技術在體外編輯神經元中的APP基因,以降低β-澱粉樣蛋白(Aβ)的積累,從而降低罹患阿爾茲海默症的風險,為為阿爾茲海默症的治療提供了全新的策略和發展方向。

4,Sci Adv | 郭江濤實驗室解析人源鉀氯共轉運蛋白KCC2,3,4的冷凍電鏡結構

來源:BioArt

圖註:人源KCC2,KCC3和KCC4的二聚體結構。上:冷凍電鏡密度圖;下:卡通結構圖。

陽離子-氯離子共轉運蛋白參與了調節細胞體積,調節神經元細胞內部氯離子濃度和神經元的興奮性,承擔腎小管的重吸收等重要生理過程。根據轉運離子種類的不同,陽離子-氯離子共轉運蛋白可以分為三類:鈉鉀氯共轉運蛋白(NKCC)、鈉氯共轉運蛋白(NCC)和鉀氯共轉運蛋白(KCC)。KCC2的突變會導致抑制性神經元內Cl-濃度升高,抑制性神經元易於去極化而引發動作電位持續發放,誘導癲癇發作。KCC3的功能異常會引起Andermann綜合症,一種胼胝體發育不全的遺傳性運動和感覺神經病。

12月11日,浙江大學醫學院郭江濤課題組在Science Advances雜誌上發表文章Structures and an activation mechanism of human potassium-chloride cotransporters,報導人源KCC2、KCC3和KCC4的2.9-3.6 高解析度冷凍電鏡結構,揭示了KCC家族保守的N末端肽段自抑制現象,並提出一種潛在的激活機制。

5,今日Science Advances: 清華大學開發出具有自發電場的可降解神經再生電子藥物

來源:知社學術圈

近日,清華大學材料學院尹斕課題組開發了一種新型電刺激人工神經導管一體化的微型可降解電子器件,此類器件兼具人工神經導管的引導與長時間連續電刺激的雙重作用,且其組成材料全部生物相容並在特定時間內發生降解且被人體所吸收或代謝,不需要進行二次手術取出。

該研究成果以「A fully biodegradable and self-electrified device for neuroregenerative medicine」為題在國際著名學術期刊Science Advances上發表。

6,Stroke:創傷後應激障礙、抗抑鬱藥和出血性卒中

來源:梅斯神經

近日,心血管疾病領域權威雜誌Stroke上發表了一篇研究文章,研究人員前瞻性地評估了PTSD、選擇性5-羥色胺和去甲腎上腺素再攝取抑制劑(SSRI和SNRI)對110萬名中青年退伍軍人發生出血性卒中風險的影響。

時變多元Cox模型用於評估通過PTSD狀態以及SSRI或SNRI使用情況衡量的出血性卒中風險,同時調整了人口統計學指標、生活方式因素、卒中和精神病合併症。結果表明,使用SSRIs與卒中發生相關,而PTSD和SNRI與之無關。儘管追求其他可改變的危險因素,而且PTSD的非藥物治療仍然至關重要,但SNRI可能更適合PTSD和合併症的治療。

7,BMJ:術中播放舒緩的音樂可減輕術後疼痛

來源:MedSci梅斯

術前和術後疼痛程度的變化過程

麻醉通常被認為是一種無感覺的睡眠狀態,然而一些觀察結果表明,麻醉期間中樞聽覺通路依舊保持完整性,比如術中意識。一項發表在 BMJ雜誌上的研究發現,在手術過程中聆聽舒緩的音樂似乎可以減輕疼痛,並減少術後阿片類藥物的使用。

8,聚焦生物分子縮合物,治療神經疾病,新銳公司完成8100萬美元A輪融資

來源:創鑑匯

圖註:應激顆粒中蛋白突變有利於纖維聚集體的形成,最終導致ALS

近日,總部位於麻薩諸塞州的Faze Medicines宣布完成A輪8100萬美元融資,Third Rock Ventures和諾華風險投資基金共同領投了本輪融資,禮來、艾伯維風險投資和Invus等機構也參與了本輪融資。

Faze 公司致力於利用生物分子縮合物開發減緩、阻止或逆轉疾病進程的創新性療法,公司由生物分子縮合物領域著名的科學家創立。A輪融資將會用來支持公司的2個重點臨床前研究領域:腦脊髓側索硬化症(ALS)和強直性肌營養不良1型(DM1)。

前文閱讀

1,腦科學日報:表觀遺傳變化引起的記憶缺陷可以被逆轉

2,腦科學日報:長期記憶如何形成;自由基竟可促進產生新的神經細胞

相關焦點

  • Science:揭示小鼠胚胎的發育時鐘和從頭細胞極化機制
    2020年12月16日訊/生物谷BIOON/---在植入前發育的過程中,頂-底細胞極性(apicobasal cell polarity)的建立是從全能性向多能性過渡的關鍵,從而誘導細胞向滋養外胚層(trophectoderm)分化。在小鼠胚胎中,這一事件被設定在8個細胞階段發生,這一時間遵循一種內在的發育時鐘,與胚胎大小或細胞周期進展無關。
  • 腦科學日報:首個人胚胎端腦發育染色質可接近性圖譜發布
    1,Cell | 首個人胚胎端腦發育染色質可接近性圖譜發布來源:BioArt近日,來自格拉斯通研究所(Gladstone Institute)和加州大學舊金山分校(UCSF)的John Ruberstein
  • 腦科學日報:性別差異對基因表達的影響;同情心可抑制生理性疼痛
    相關論文發表在2020年9月11日出版的《科學》雜誌上。  研究人員通過基因型組織表達計劃(GTEx,v8)調查了44個人類組織來源的基因表達以及基因表達的遺傳調控中的性別差異。研究人員證明性別影響整個人體組織樣本的基因表達水平和細胞組成。總共37%的基因在至少一個組織中表現出性別偏向的表達。研究人員確定了具有性別差異作用的順式表達定量性狀基因座(eQTL),並表徵了其細胞起源。
  • 腦科學日報:性別對大腦的影響;疼痛定義40年來首次修訂
    特別是,通過與商業臨床MRI造影劑的比較報告了AGuIX納米顆粒對腦轉移瘤的檢測和表徵的診斷價值。最後但同樣重要的是,研究人員提供了對患者給藥後2小時(以及在全腦RT第一次療程前2小時)和給藥納米顆粒後長達1周獲得的所有四種類型的腦轉移瘤中治療性納米顆粒濃度的定量測量結果。初步結果表明,在患者體內靜脈注射基於Gd的納米顆粒可有效增強患者不同類型的腦轉移。
  • 腦科學日報|Science發現了改變情緒的大腦受體
    3,PNAS | 焦建偉組揭示神經幹細胞調控小膠質細胞發育的新發現來源:BioArtReports小膠質細胞的這些重要作用與其在胚胎大腦皮層中特定的時空分布有關,但是在神經發生過程中小膠質細胞在腦中是如何發育的,神經幹細胞是否會影響小膠質細胞的發育目前還不清楚。
  • 腦科學日報:越胖記憶力越差;大腦如何區分現在與過去的危險?
    在一項新的研究中,來自哈佛醫學院、紐約大學醫學院和奧地利科學技術研究所的研究人員發現了細胞在早期胚胎發育過程中用於自我組裝的一種關鍵控制機制。 研究人員在斑馬魚胚胎中的脊髓形成時,發現不同類型的細胞表達獨特的粘附分子組合,以便在形態發生過程中進行自我排序。這些「粘附密碼」是由成形素(morphogen)調節的,其中成形素是長期以來已知的支配細胞命運和發育中模式形成的主信號分子。這些研究結果表明,成形素和粘附特性之間的相互作用使得細胞能夠以構建有機體所需的精確度和一致性進行自我組裝。
  • 腦科學日報:調控大腦尺寸的基因;孕婦為什麼吃的多?
    1,《科學》重磅!利用人類組織篩選新技術發現大腦尺寸調控基因 來源:小柯生命 Knoblich研究團隊利用人類組織篩選新技術鑑定出一個ER分泌調控因子參與大腦尺寸決定。相關論文於10月29日在線發表在《科學》雜誌上。 研究人員報導了異質組織中細胞解析度的CRISPR-LIneage追蹤(CRISPR-LICHT),可在人腦類器官組織中進行並行功能喪失(LOF)研究。
  • 腦科學日報:運動員腦成像研究發現與意志品質相關的大腦結構組織
    這項工作圍繞人類胚胎發育過程中少突膠質前體細胞(OPC)的譜系來源、增殖能力和擴散方式展開研究,從而探索人類大腦皮層白質擴張(white matter expansion)的細胞和分子機制。進一步檢測發現circGRIA1除了少部分表達分布在神經元胞漿和突觸附近外,其主要分布於神經元的細胞核中,並發現其能夠與Gria1基因啟動子區域有相互作用,通過順式作用調控Gria1 mRNA表達。體外和體內操縱circGRIA1表達能夠負性調節Gria1 mRNA和蛋白質水平,敲低circGRIA1可顯著地改善老年雄性獼猴海馬神經元的突觸可塑性及突觸再生。
  • 腦科學日報:DNA「條形碼」測序;男人的存在,會讓女人老得更快
    該研究通過對Hh信號在文昌魚(脊椎動物近親之一)神經管發生中的作用分析發現,該信號只參與文昌魚部分運動神經元和Err陽性神經元的發育調控,且其下遊轉錄因子在文昌魚神經發生中不具有相互抑制作用。 據此,論文提出,Hh參與脊椎動物神經管背腹圖式形成功能是在脊索動物進化過程中分步實現的:首先,在脊索動物祖先中,Hh被募集到脊索和神經管腹側表達,並在那裡參與部分運動神經元的發生,接著,在脊椎動物祖先中,Hh被進一步招募參與更多神經發育相關轉錄因子的調控,並進而促成它們之間形成相互抑制調控關係,參與脊椎動物不同神經元前體細胞分化。
  • 【科技前瞻】Nature:幹細胞可重現人體分節時鐘、揭示胚胎發育細節
    但是,人們目前對人類早期發育的理解有限,且缺乏能夠重現這些複雜生物過程的研究模型。近日,來自日本京都大學等機構的研究人員利用人誘導性多能幹細胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)重建出人體分節時鐘(segmentation clock),為研究胚胎發育提供了重要模型。相關研究結果發表在Nature期刊上。
  • 腦科學日報:一種新的腦細胞,有沒有空間方位感就看它了
    3,蘇大李楨JACS:細胞膜包覆的仿生超小納米顆粒靶向調控小膠質細胞治療帕金森疾病來源:研之成理本文構建了細胞膜包覆、靶向小膠質細胞、具有多種類酶活性的超小納米探針,通過清除腦部活性氧調控小膠質細胞表型,緩解腦部氧化應激及改善炎症環境,實現帕金森疾病的治療。
  • Science:揭示設定胚胎發育速度的時鐘
    在一項新的研究中,來自英國弗朗西斯-克裡克研究所的研究人員找到了設定胚胎發育速度的時鐘,並發現該機制基於蛋白的製造和分解方式。這些發現可以幫助我們了解不同的哺乳動物是如何進化而來的,並有助於改進再生醫學的方法。
  • 腦科學日報:大腦中的這個特徵使我們成為人類,而不是猩猩
    研究人員開發了一種基於預測結合親和力變化的檢測轉錄因子結合位點(TFBSs)自適應進化的新方法,使他們能夠識別大腦中大量的基因調控區域,這些區域在人類進化過程中被選擇。該方法將機器學習模型與實驗數據相結合,實驗數據涉及基因調控中的蛋白質與不同組織中調控序列的結合強度。該研究首次查明人類大腦中基因調控方式的特有適應性變化,得以區分人類和黑猩猩的區別。
  • 胚胎發育速度由誰決定?
    近日研究人員發現了控制胚胎發育速度的「時鐘」——蛋白質的製造與分解。這項發表在《科學》上的研究可以幫助我們了解不同哺乳動物是如何進化的,並有助於改進再生醫學方法。所有哺乳動物從胚胎到成年都遵循相同的步驟。這些步驟順序相同,參與其中的基因及分子信號也相似。然而,其進展速度因物種而異。
  • 腦科學日報|1億神經元計算系統誕生;人類大腦皮層結構的遺傳基礎
    該研究確定了199個重要的基因座,並發現了顯著富集的基因座,可影響產前皮質發育過程中活躍的調節元件內的總表面積,支持放射狀單位假說。例如,一種體型與鼴鼠或老鼠相仿的東非齧齒動物--裸鼴鼠,表現出明顯的延緩衰老過程,可活到30歲。來自俄羅斯、德國和瑞士的科學家現在在老鼠,蝙蝠和裸鼢鼠細胞中證實了一種和衰老相關的機制--一個線粒體內膜"輕度的去極化"過程:輕度去極化調節細胞中線粒體活性氧的產生(mROS),因此是一種抗衰老的機制。
  • 研究獲得青鱂胚胎發育過程中的轉錄及調控動態圖譜
    近日,中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員屠強團隊和日本國家基礎生物學研究所教授Kiyoshi Naruse團隊合作,用PacBio轉錄組測序、Illumina轉錄組測序以及ATAC-seq這三種組學實驗手段獲得了青鱂胚胎發育過程中的轉錄及調控動態圖譜。
  • 中國科大發現自然殺傷細胞促進胚胎發育的轉錄調控新機制
    中國科學技術大學免疫學研究所教授魏海明、傅斌清和田志剛課題組合作研究發現,蛻膜自然殺傷細胞(NK細胞)高表達轉錄因子PBX1,能夠增強生長因子轉錄,促進胚胎發育;NK 細胞 PBX1 功能異常與不明原因復發性流產病因存在相關性。
  • 腦科學日報:人類為什麼需要睡眠?能預測剩餘壽命的AI生命時鐘
    2歲半前,嬰兒的大腦發育非常迅速,在快速眼動睡眠期間,大腦忙碌地建立和加強突觸,這些突觸是連接神經元彼此並允許它們進行交流的結構。9月18日發表在《Science Advances》雜誌上的報告稱,在2歲半之後,睡眠的主要目的從大腦的構建轉變為大腦的維護和修復,睡眠的這一功能在我們的餘生中一直維持著。
  • 人類早期胚胎發育表觀遺傳調控規律解密
    這一重要發現進一步理解人類胚胎發育過程中染色質重編程調控機制,也為研究體外受精、試管嬰兒等相關應用和胚胎發育相關疾病提供了理論基礎。  人類的個體生命起源於受精卵,受精卵在胚胎發育早期經歷了一系列顯著的染色體重編程事件。近些年,以小鼠為模式生物的研究表明:胚胎染色體的重編程過程中,來源父本、母本染色體的開放狀態、高級結構,以及其攜帶的表觀遺傳信息都發生了劇烈的改變。
  • 研究發現自然殺傷細胞促進胚胎發育的轉錄調控新機制
    中國科學技術大學免疫學研究所教授魏海明、傅斌清和田志剛課題組合作研究發現,蛻膜自然殺傷細胞(NK細胞)高表達轉錄因子PBX1,能夠增強生長因子轉錄,促進胚胎發育;NK 細胞 PBX1 功能異常與不明原因復發性流產病因存在相關性。