研究人员制造出混合大脑：让一个物种的神经元帮助另一个物种

研究人员制造出混合大脑：让一个物种的神经元帮助另一个物种 大鼠（红色）和小鼠（绿色）神经元的混合体在混合大脑中形成了环形气味处理中心什么是混合大脑？听起来像是科幻电影情节中的东西或者是史蒂夫-马丁主演的80年代古怪喜剧但它实际上是两个物种细胞的结合，发育成一个完整的功能性大脑。因此，杂交脑通过创建"合成"神经回路来恢复受损或退化大脑的功能，对于推动再生神经科学的发展非常重要。在哥伦比亚大学欧文医学中心研究人员领导的一项新研究中，大鼠干细胞在发育初期就被引入到小鼠细胞中，从而产生了利用整合的大鼠细胞嗅觉的小鼠大脑。哥伦比亚大学瓦格罗斯内外科医学院遗传学和发育学教授、该研究的共同通讯作者克里斯汀-鲍德温（Kristin Baldwin）说："我们拥有漂亮的培养皿细胞模型和称为器官组织的三维培养物，它们都有各自的优点。但它们都无法让你确定细胞是否真正发挥了最高水平的功能。这项研究开始向我们展示，我们如何扩大大脑的灵活性，使其能够容纳来自人机界面或移植干细胞的其他类型的输入。"大鼠-小鼠嵌合体的制作示意图 Throesch 等人研究人员将大鼠胚胎干细胞植入小鼠胚泡（受精卵分裂而成的细胞团），然后将胚泡移植到代孕小鼠妈妈的子宫内发育。尽管在进化过程中存在差异（大鼠大脑发育较慢，体积较大），但研究人员观察到，大鼠细胞与小鼠神经元同步生长。在成熟的大鼠-小鼠或嵌合体中，大鼠细胞整合成整个小鼠大脑的神经回路，并与小鼠神经元形成活跃的连接。鲍德温说："几乎在整个小鼠大脑中都能看到大鼠细胞，这让我们相当惊讶。它告诉我们，插入的障碍很少，这表明许多种小鼠神经元都可以被类似的大鼠神经元取代。"接下来是测试大鼠细胞的功能能力，以及它们是否能取代受损的小鼠神经元。研究人员开发了小鼠模型，这些小鼠的嗅觉神经元（OSNs）在基因上有缺陷或被消融，即被破坏，而嗅觉神经元是检测和传递气味信息的神经元。他们发现，大鼠细胞拯救了小鼠大脑。鲍德温说："我们在每个小鼠笼子里都藏了一块饼干，结果非常惊讶地发现，它们能通过大鼠神经元找到饼干。"然而，与OSN被破坏的小鼠相比，OSN被基因沉默（即神经元存在，只是不工作）的小鼠找到饼干的成功率较低。这表明，增加替代神经元并非"即插即用"。如果想获得功能性替代神经元，可能需要清空闲置在那里的功能障碍神经元，这可能是某些神经退行性疾病的情况，也可能是自闭症和精神分裂症等神经发育障碍的情况。研究人员在研究中遇到的一个问题是，大鼠细胞随机分布在不同的小鼠体内，这阻碍了他们将研究扩展到其他神经系统。目前，他们正试图找到驱动插入细胞发育成特定细胞类型的方法，这可能会提供更高的精确度。扫清这一障碍将为创造具有灵长类神经元的混合大脑铺平道路，这将帮助我们更接近了解人类疾病。这项研究发表在《细胞》杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家发现脊髓神经机制带来的惊人记忆能力

科学家发现脊髓神经机制带来的惊人记忆能力 日本理化学研究所脑科学中心的竹冈绫（Aya Takeoka）及其团队确定了脊髓中独立于大脑促进运动学习的神经通路。他们的研究结果发表在4月11日的《科学》（Science）杂志上，研究人员发现了两组关键的脊髓神经元，一组是新的适应性学习所必需的，另一组则是学习后回忆适应性的神经元。这些发现可以帮助科学家开发出帮助脊髓损伤后运动恢复的方法。科学家们早就知道，即使没有大脑，脊髓的运动输出也可以通过练习进行调整。这一点在无头昆虫身上得到了最显著的体现，它们的腿仍然可以通过训练来避开外界的提示。到目前为止，还没有人搞清楚这是如何做到的，如果不了解这一点，这种现象就只能是一个怪异的事实。正如武冈解释的那样："如果我们想了解健康人运动自动性的基础，并利用这些知识改善脊髓损伤后的恢复，那么深入了解其潜在机制是至关重要的。在这项研究中，将肢体位置与不愉快经历联系起来的脊髓仅在 10 分钟后就学会了调整肢体位置，并在第二天保留了记忆。而随机接受不愉快经历的脊髓则不会学习。资料来源：理化学研究所在深入研究神经回路之前，研究人员首先开发了一种实验装置，使他们能够在没有大脑输入的情况下研究小鼠脊髓的适应性，包括学习和回忆。每次试验都有一只实验鼠和一只后腿自由悬垂的对照鼠。如果实验鼠的后腿下垂过多，它就会受到电刺激，模仿小鼠想要避免的动作。对照组小鼠在同一时间接受同样的刺激，但与自己的后腿位置无关。即时学习和记忆保持观察仅仅过了 10 分钟，他们就观察到只有实验小鼠进行了运动学习；它们的腿仍然高高抬起，避免了任何电刺激。这一结果表明，脊髓可以将不愉快的感觉与腿部位置联系起来，并调整其运动输出，使腿部避免不愉快的感觉，而这一切都不需要大脑。24 小时后，他们重复了 10 分钟的测试，但将实验小鼠和对照组小鼠颠倒过来。原来的实验小鼠仍然保持着抬腿的姿势，这表明脊髓保留了对过去经历的记忆，从而干扰了新的学习。在脊髓中建立了即时学习和记忆之后，研究小组开始研究使这两种学习和记忆成为可能的神经回路。他们使用了六种类型的转基因小鼠，每种小鼠都有一组不同的脊髓神经元被禁用，并对它们进行了运动学习和学习逆转的测试。他们发现，脊髓顶端的神经元失效后，小鼠后肢无法适应以避免电击，尤其是那些表达Ptf1a基因的神经元。当他们在学习逆转过程中对小鼠进行检查时，发现沉默表达 Ptf1a 的神经元没有任何效果。相反，脊髓底部腹侧的一组表达En1基因的神经元却起了关键作用。当这些神经元在学习回避的第二天被沉默时，脊髓就像从未学习过任何东西一样。研究人员还在第二天通过重复最初的学习条件来评估记忆回忆。他们发现，在野生型小鼠中，后肢比第一天更快稳定地到达回避位置，这表明它们已经记住了。在回忆过程中激发En1神经元可将这一速度提高80%，表明运动回忆能力增强。竹冈说："这些结果不仅挑战了运动学习和记忆仅局限于大脑回路的普遍观点，而且我们还证明了我们可以操纵脊髓运动记忆，这对旨在改善脊髓损伤后恢复的疗法具有重要意义。" ... PC版： 手机版：

口服胰岛素将于2025年进行人体试验 可能在2-3年后上市

口服胰岛素将于2025年进行人体试验 可能在2-3年后上市 现在，挪威北极大学（UiT The Arctic University）的研究人员与悉尼大学（University of Sydney）的研究人员合作开发出了一种口服胰岛素，这种胰岛素已经在动物模型中证明有效，并将于2025年进入人体临床试验阶段。这项研究的合著者之一彼得-麦考特（Peter McCourt）说："这种服用胰岛素的方式更加精确，因为它能将胰岛素迅速输送到身体最需要的部位。因为用注射器注射胰岛素时，胰岛素会遍布全身，可能会产生不必要的副作用"。糖尿病患者使用注射胰岛素或胰岛素泵持续输注胰岛素是为了严格控制血糖，从而降低心血管疾病或肾脏、神经和眼部疾病等长期并发症的可能性。但是，他们也需要监测高血糖和低血糖等急性不良反应，这两种情况都会对健康造成严重危害。研究人员此前发现，使用纳米载体可以将药物输送到肝脏。在健康人体内，胰腺分泌的大部分胰岛素都作用于肝脏。但他们的递送系统必须能够经受住胃部高酸度和消化酶作用的严酷考验，因为胃部高酸度和消化酶作用会使药物失效。麦考特说："我们创造了一种涂层，保护胰岛素在通过消化系统的途中不被胃酸和消化酶分解，使其在到达目的地（即肝脏）之前一直处于稳定状态。"研究人员在硫化银（Ag2S）量子点结合的胰岛素上涂上了对 pH 值和酶敏感的涂层（一种壳聚糖和葡萄糖共聚物）。这种涂层在肝脏中被酶分解，而酶只有在血糖高时才会被激活，从而释放出胰岛素，促使葡萄糖储存在肝脏、肌肉和脂肪中，以便将其用作能量来源，从血液中排出。该研究的第一作者和共同通讯作者尼古拉斯-亨特说，"这意味着，当血糖高时，胰岛素会迅速释放，而更重要的是，当血糖低时，胰岛素不会释放。"研究人员先在线虫（秀丽隐杆线虫）、小鼠和大鼠身上测试了他们的新型口服胰岛素，然后又在狒狒身上进行了测试。"为了让口服胰岛素更容易接受，我们将其加入了无糖巧克力中；这种方法很受欢迎，"Hunt 说。研究人员将口服胰岛素用于 20 只健康的非糖尿病狒狒。5国际单位/千克和10国际单位/千克的口服胰岛素分别使血糖降低了10%和13%，并在15至30分钟内产生明显效果。没有任何狒狒出现低血糖。虽然狒狒没有糖尿病，但研究人员发现，患有糖尿病的大鼠和小鼠在服药后也没有出现低血糖现象。研究人员说，这种药物的作用方式更接近于胰岛素在健康人体内的作用方式，而且更实用、更方便病人无需注射、更隐蔽、不需要冷藏。"当你用注射器在皮下注射胰岛素时，会有更多的胰岛素进入肌肉和脂肪组织，而通常情况下，如果胰岛素是从胰腺释放出来的，就会导致脂肪堆积，"亨特说。"它还可能导致低血糖，这对糖尿病患者来说可能很危险。"剩下的工作就是让研究人员在人体上测试他们的口服胰岛素。亨特说："人体试验将于2025年开始，由分拆公司Endo Axiom Pty Ltd牵头。临床试验分三个阶段进行；在第一阶段试验中，我们将调查口服胰岛素的安全性，并严格考察健康和 1 型糖尿病患者的低血糖发生率。团队非常期待能在人类身上重现狒狒身上没有低血糖的结果，因为这将是一个巨大的进步。实验遵循严格的质量要求，必须与医生合作进行，以确保实验对象的安全。第一阶段结束后，我们将知道它对人类是安全的，并将在第二阶段试验中研究它如何取代糖尿病患者的注射治疗。"研究人员希望他们的口服胰岛素能在两到三年内投入使用。这项研究发表在《自然-纳米技术》杂志上。 ... PC版： 手机版：

新研究发现食用重复使用的油炸油与神经退行性病变有关

新研究发现食用重复使用的油炸油与神经退行性病变有关 最近的一项研究表明，与食用标准饮食的老鼠相比，食用重复使用的油炸油的老鼠及其后代的神经变性程度更高。油炸是将食物完全浸没在热油中，是世界上一种常见的食物制作方法。研究结果还表明，神经退行性变的增加与橄榄油对肝脏、肠道和大脑之间双向交流网络的影响有关。肝脏-肠道-大脑轴在调节各种生理功能方面起着至关重要的作用，其失调与神经系统疾病有关。位于蒂鲁瓦鲁尔的泰米尔纳德邦中央大学副教授 Kathiresan Shanmugam 领导了研究小组。"高温油炸与多种代谢紊乱有关，但还没有关于食用油炸油的影响及其对健康的不利影响的长期调查，"曾就读于马杜赖卡马拉吉大学的尚穆加姆说。"据我们所知，我们首次报告长期补充油炸油会增加第一代后代的神经变性"。伊利诺伊大学芝加哥分校的研究合作者 Sugasini Dhavamani 在 3 月 23 日至 26 日于圣安东尼奥举行的美国生物化学与分子生物学学会年会 Discover BMB 上介绍了这项研究。油炸食物不仅会增加卡路里；重复使用同一种油进行油炸是家庭和餐馆的普遍做法，这种做法会去除油中的许多天然抗氧化剂和健康益处。重复使用的油还可能含有丙烯酰胺、反式脂肪、过氧化物和极性化合物等有害成分。为了探究重复使用的油炸油的长期影响，研究人员将雌性大鼠分为五组，每组在30天内分别食用标准饲料或标准饲料加每天0.1毫升未加热的芝麻油、未加热的葵花籽油、重新加热的芝麻油或重新加热的葵花籽油。重新加热的油是模拟再利用的煎炸油。与其他组相比，食用加热芝麻油或葵花籽油的大鼠肝脏中的氧化应激和炎症反应加剧。这些大鼠的结肠也出现了明显的损伤，导致内毒素和脂多糖（某些细菌释放的毒素）发生变化。"结果，肝脏的脂质代谢发生了显著变化，大脑中重要的欧米伽-3脂肪酸DHA的运输也减少了。这反过来又导致了神经变性，这在食用加热油的老鼠及其后代的大脑组织学中都可以看到"。与不食用油或食用未加热油的对照组相比，食用加热油的后代更有可能出现神经元损伤。研究人员说，虽然还需要进行更多的研究，但补充欧米加-3 脂肪酸和姜黄素、奥利司他醇等营养保健品可能有助于减轻肝脏炎症和神经变性。他们补充说，还需要进行人体临床研究，以评估食用油炸食品，尤其是反复使用油制作的油炸食品的不良影响。下一步，研究人员希望研究炸油对神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症）以及焦虑、抑郁和神经炎症的影响。他们还希望进一步探索肠道微生物群与大脑之间的关系，以确定预防或治疗神经变性和神经炎症的潜在新方法。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

世界首例自体再生胰岛移植成功 25年糖尿病病史患者被治愈

世界首例自体再生胰岛移植成功 25年糖尿病病史患者被治愈 这是国际上首次利用干细胞来源的自体再生胰岛移植，成功治愈胰岛功能严重受损糖尿病的病例报道。论文截图。糖尿病严重威胁人类健康，患者长期血糖控制不佳可导致失明、肾衰竭、心脑血管意外、截肢等严重并发症，甚至可造成酮症酸中毒或无意识低血糖而致死。中国是糖尿病第一大国，患者多达1.4亿，其中约四千万需终身依赖胰岛素注射治疗。血糖难以控制的严重患者，只有通过从捐献的胰腺中提取胰岛组织并微创注射的移植疗法方可有效治疗，从而避免并发症的进展。然而，受制于供体严重匮乏、胰岛分离技术复杂等因素，目前临床需求很难满足。因此，如何在体外规模化地再生人胰岛组织，成为一项世界性的学术难题，并得到广泛关注。上海长征医院器官移植中心主任殷浩教授表示，相关科研团队历经十余年研究，利用患者血液PBMC重编程为自体iPSC细胞，并使用国际首创技术使之转变为“种子细胞”即内胚层干细胞(Endoderm stem cell, EnSC)，最终实现在体外再造胰岛组织(E-islet)。该项技术已趋于成熟，是再生医学治疗糖尿病领域的重大突破。该项技术的首例受益者为59岁男性，有25年2型糖尿病病史，并发展为终末期糖尿病肾病(尿毒症)，2017年6月出现终末期糖尿病肾病并接受肾移植。但由于其胰岛功能近乎衰竭，每天需要多次注射胰岛素，未来存在极大的糖尿病严重并发症风险。2021年7月19日，由于对低血糖的担忧以及考虑血糖控制不佳对供体肾脏长期生存的不利影响，该患者在上海长征医院接受了自体再生胰岛移植治疗，术后第11周即开始完全脱离外源胰岛素，其口服降糖药(拜糖平、二甲双胍)术后逐步减量，并在第48周和56周实现彻底撤药，目前该患者已彻底脱离胰岛素长达33个月。殷浩称，此后该患者空腹及餐后C肽等关键指标较术前显著提高，证实胰岛功能得到有效恢复；肾脏功能等随访指标均处于正常范围，也提示该疗法可避免糖尿病并发症的进展。总的来说，这是国际上首次使用自体衍生胰岛治疗胰岛功能受损的T2D患者的人体组织替代疗法。长征医院透露，除了首例严重2型糖尿病患者，上述联合团队也成功开展并治愈了多例脆性1型糖尿病患者。殷浩表示，未来团队将聚焦干细胞来源再生胰岛组织的相关研究，进一步开发无需免疫抑制的“通用型”再生胰岛组织，从而为广大长期依赖胰岛素注射的糖尿病患者提供新的治愈疗法。上海长征医院殷浩教授、石勇铨教授、董伟华教授，中国科学院程新教授及上海仁济医院张明教授为论文共同通讯作者；中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)吴佳颖、付天龙、聂螣騛、魏同坤，长征医院李拓、郭猛、季峻松、孟小茜为论文共同第一作者。（记者 李佳蔚） ... PC版： 手机版：

香港大学袁国勇团队研究发现，接受mRNA新型冠状病毒疫苗静脉注射疫苗的小鼠心脏，在24至48小时内出现明显的心肌炎和心包炎，在1

香港大学袁国勇团队研究发现，接受mRNA新型冠状病毒疫苗静脉注射疫苗的小鼠心脏，在24至48小时内出现明显的心肌炎和心包炎，在14日后接种第二剂疫苗，心脏损伤更严重；而接受肌肉注射疫苗的小鼠心脏没有相关变化。 团队认为有理由相信，意外静脉注射疫苗可能会导致心肌炎和心包炎。 团队建议，注射疫苗前先短暂抽吸注射器，以排除有血液吸入，以确保在注射前针头不会意外地位于静脉中；或可以将注射部位从肩部肌肉，改为大腿肌肉外侧。 （香港电台）