研究人员首次发现控制血脑屏障的遗传信号

研究人员首次发现控制血脑屏障的遗传信号研究人员将荧光染料（蓝色）注入一种基因突变的斑马鱼体内，这种基因突变改变了血脑屏障的通透性，导致血脑屏障仅在大脑的某些部位从血管（粉红色）中渗出血脑屏障（BBB）是一个由特化细胞组成的紧密交错的系统，它形成了一层分层的半透膜，具有双重作用：防止毒素或病原体从血液进入大脑，同时又允许重要的营养物质通过。但是，BBB的保护功能可能会阻碍向大脑输送治疗癌症、中风或神经退行性疾病（如帕金森氏症或阿尔茨海默氏症）的有效药物。多年来，人们开发了不同的方法来增加BBB的通透性或渗漏性，以实现药物的输送治疗，包括使用磁性纳米粒子、超声波和工程脂肪细胞。现在，哈佛医学院研究人员的一项新研究确定了产生BBB发育和维持所需信号的基因，并可能发现了一种控制BBB屏障通透性的方法。研究人员早就知道BBB的通透性受周围环境中细胞的控制，但这些细胞中的基因仍然不为人知。直到本研究的研究人员开始研究斑马鱼的BBB，问题才开始有了答案。在之前对透明斑马鱼的研究中，研究人员发现了一种名为mfsd2aa的基因，当这种基因发生突变时，会导致整个大脑的BBB发生渗漏。但是，在某些鱼类中，只有前脑和中脑的屏障是可渗透的，后脑则不然。该研究的第一作者娜塔莎-奥布朗（NatashaO'Brown）说："这一观察结果让我找到了导致血脑屏障区域性通透的基因。"在目前的研究中，研究人员在斑马鱼和小鼠身上进行了进一步的实验。他们发现，BBB的区域特异性破坏与spock1基因突变有关，该基因在整个视网膜、大脑和脊髓的神经细胞中表达，但不在构成BBB的细胞中表达。他们观察到，Spock1基因突变的动物的内皮细胞中有更多的囊泡，而内皮细胞是BBB的关键组成成分。小泡是一种气泡状膜，可储存和运输细胞产物，并能携带大分子穿过屏障。它们的基底膜也较小，基底膜是内皮细胞和周细胞之间的蛋白质网络，这些细胞对血管的形成和BBB的维持非常重要。RNA分析显示，Spock1改变了BBB中内皮细胞和周细胞的基因表达，但没有改变其他类型脑细胞的基因表达。给斑马鱼大脑注射人Spock1蛋白后，内皮细胞和周细胞在分子水平上得到修复，恢复了约50%的BBB功能。基于这一发现，研究人员得出结论认为，神经元产生的Spock1蛋白在胚胎发育过程中启动了BBB的形成，并在整个成年期帮助维持BBB。"Spock1是一种有效的神经分泌信号，它能够促进和诱导这些血管的屏障特性；没有它，就不会有功能性血脑屏障，"O'Brown说。"它就像煤气灶上的火花，提供了一个提示，告诉屏障程序开启。"研究人员说，他们的研究提供了一个更完整的血脑屏障通透性图谱。它为开发以spock1为靶点的治疗药物打开了大门，有可能改善帕金森氏症、阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病和精神疾病的治疗。O'Brown说："这并不是科学家们发现的第一个神经信号，但它是第一个来自神经元的信号，似乎专门调节屏障特性。我认为，这使它成为一种尝试拨动开关的有效工具。"研究人员接下来将研究不同的周细胞如何受到spock1信号的影响。他们还想看看施用spock1是否能对抗中风对BBB的影响。这项研究的论文发表在《发育细胞》（DevelopmentalCell）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370621.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370621.htm

对大脑功能的新认识：研究人员发现了一种探寻已久的基因编码蛋白

对大脑功能的新认识：研究人员发现了一种探寻已久的基因编码蛋白高级作者、OHSUVollum研究所的助理科学家SkylerJackman博士说："当脑细胞活跃时，它们会释放神经递质来与它们的邻居交流。如果一个细胞非常活跃，它可以耗尽它的神经递质供应，这可能导致通信中断和大脑功能紊乱。事实证明，细胞有一个补充其神经递质供应的促进模式，但直到现在，我们还不知道是哪个分子在负责。"他说："我们发现SYT3直接负责这种神经递质的提升。这让我们对大脑如何分解和无法正常处理信息有了新的认识。"OHSUVollum研究所的助理科学家SkylerJackman博士是发表在《自然》杂志上的一项神经递质发现的高级作者。他正坐在用于观察突触传输范围的设备旁边。资料来源：OHSU/ChristineTorresHicks科学家们创造了缺乏SYT3基因的"基因剔除"小鼠。他们发现，与拥有该基因的对照组小鼠相比，这些小鼠缺乏更强大的突触传输水平。值得注意的是，Syt3基因的突变与人类自闭症谱系障碍和癫痫的情况有关。据杰克曼说，最近的研究提出了开发针对SYT3的基因疗法或药物方法的前景。杰克曼实验室的博士后研究员、主要作者丹尼斯-温加顿博士说："神经递质释放的失衡是许多神经系统疾病的根本原因。在未来，了解这些分子开关--如SYT3--是我们对抗这些疾病的关键一步"。杰克曼的实验室专门研究突触传输。人类的大脑包含了数以万亿计的突触。发现赋予这些特殊结构以独特属性的分子，对于理解大脑功能和神经系统疾病至关重要。突触传输是感知我们周围环境、做出决定以及我们内心世界几乎所有其他特征的基础。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334307.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334307.htm

研究人员发现了会加速衰老的“僵尸细胞”

研究人员发现了会加速衰老的“僵尸细胞”衰老细胞或已经失去分裂能力的细胞随着年龄的增长而增加，而这是导致癌症、痴呆症和心血管疾病等与年龄有关的疾病的主要因素。在一项新研究中，由匹兹堡大学和UPMC希尔曼癌症中心研究人员领导的团队发现了一种方法，通过这种方法，衰老或“僵尸”细胞得以发展。该研究最近发表在《NatureStructural&MolecularBiology》上，其首次证明了端粒的氧化损伤--染色体的保护端，其行为就像鞋带末端的塑料帽--会诱发细胞的衰老。这些发现最终可能会产生促进健康衰老或对抗癌症的新疗法。研究论文第一作者、皮特大学环境和职业健康以及药理学和化学生物学教授PatriciaOpresko博士说道：“僵尸细胞仍活着，但它们不能分裂，所以它们不能帮助补充组织。虽然僵尸细胞不能正常运作，但它们并不是沙发土豆--它们积极地分泌化学物质，进而促进炎症和损害邻近的细胞。我们的研究有助于回答两个大问题。衰老细胞是如何随着年龄的增长而积累的及端粒是如何对此作出贡献的。”当一个健康的人体细胞分裂产生两个相同的细胞时，每条染色体的顶端会被削去一点DNA，进而导致端粒随着每次分裂而变短。然而目前还不知道一个细胞是否会在人的一生中频繁分裂，以至于其端粒完全退化，从而导致僵尸般的状况。几十年来，科学家们已经知道端粒缩短会导致实验室生长的细胞出现衰老，但他们只能假设端粒的DNA损伤会使细胞变成僵尸。这一假设以前无法进行测试，因为用于损伤DNA的技术是非特异性的，另外在整个染色体上会产生病变。“我们的新工具就像一个分子狙击手，”论文的第一作者RyanBarnes博士说道，“它专门在端粒上产生氧化损伤。”他是Opresko实验室的一名博士后研究员。为了开发这种神枪手般的精确性，该团队使用了一种专门跟端粒结合的特殊蛋白质。这种蛋白质的作用就像捕手的手套，抓住研究人员扔进细胞的光敏染料“垒球”。当被光激活时，该染料产生破坏DNA的活性氧分子。由于这种捕捉染料的蛋白质只与端粒结合，该工具专门在染色体顶端产生DNA损伤。通过使用生长在盘子里的人类细胞，研究人员发现，端粒的损伤仅在四天后就使细胞进入僵尸状态--比在实验室里通过端粒缩短来诱导衰老所需的数周或数月的反复细胞分裂要快得多。“我们发现了一种诱导衰老细胞的新机制，它完全依赖于端粒，”Opresko解释道，“这些发现也解决了为什么功能失调的端粒并不总是比功能性端粒短的难题。”他也是UPMCHillman基因组稳定项目的共同负责人。阳光、酒精、吸烟、不良饮食和其他因素会产生损害DNA的活性氧分子。细胞有修复途径来修补DNA病变，但根据Opresko的说法，端粒对氧化损伤非常敏感。研究人员发现，端粒的损伤破坏了DNA的复制并诱发了导致衰老的压力信号通路。Barnes说道：“现在我们了解了这一机制，我们可以开始测试干预措施以防止衰老。例如也许有办法将抗氧化剂瞄准端粒来保护它们免受氧化损伤。”这些发现还可以为开发新的药物提...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304443.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304443.htm

研究人员发现了脂肪细胞跟大脑直接对话的新方式

研究人员发现了脂肪细胞跟大脑直接对话的新方式由斯克里普斯研究所的一个团队领导的一项新研究发现了脂肪细胞和大脑之间的一种新型通信途径。研究结果显示，大脑并不只是通过缓慢响应血液中的荷尔蒙信号来调节脂肪燃烧，而是可以直接向脂肪组织发送信息并影响代谢过程。关于新陈代谢的传统观点认为身体使用各种信号分子如荷尔蒙来调节其能量生产。脂肪组织就像身体的能量储存系统，当我们在大量体力活动或压力大的时候需要利用这些供应来获得额外的燃料时，某些信号会触发交感神经系统开始与这些脂肪细胞对话。到目前为止，人们认为延伸到脂肪组织的神经大多跟这种交感神经系统的途径有关。但了解这种组织中到底有哪些类型的神经元一直是难以研究的。因此，为了获得这项研究的结果，研究小组需要开发全新的成像方法。在这项研究中，部署了两种新的方法：一种被称为HYBRiD，它使脂肪组织变得透明，让研究人员有了一个了解神经元路径的独特窗口；另一种方法被称为ROOT，它使研究人员能准确地研究位于脂肪组织中的某些神经元如何与身体的其他部分沟通。该研究的论文第一作者YuWang介绍称：“这项研究确实是通过这些新方法的结合而实现的。当我们刚开始这个项目时，还没有现成的工具来回答这些问题。”该研究的最大发现是发现了从脊柱分支到脂肪组织的感觉神经元。这些感觉神经元直接跟大脑中一个叫做背根神经节的部分进行交流。“这些神经元的发现首次表明，你的大脑正在积极地调查你的脂肪，而不仅仅是被动地接收关于它的信息，”共同资深作者LiYe说道，“这一发现的影响是深远的。”那么，从这些感觉神经元向大脑发送的是什么类型的信息？对此，研究人员阻断了这些感觉神经元的通讯并发现脂肪组织的代谢活动增加。当感觉神经元的通信被沉默时，交感神经系统启动了并开始将白色脂肪细胞转化为棕色脂肪。这一机制加强了身体的脂肪燃烧过程。研究人员推测，这两个对立的神经信号可能协同工作，以此来维持一种新陈代谢的平衡。交感神经系统将燃烧脂肪的过程打开，而感觉神经元通路则将这一过程关闭。“这告诉我们，大脑向脂肪组织发出的指令并不是一刀切的。它比这更细微，这两类神经元的作用就像燃烧脂肪的油门和刹车，”Li说道。基础性发现往往会导致一大堆需要进一步研究的新问题，而这项研究也不例外。这一发现在现阶段所能明确的是，新发现的感觉神经元通信途径对保持脂肪组织健康至关重要。但从那里开始，问题迅速开始堆积起来。如这些来自脂肪组织的感觉神经元信号如何跟交感神经系统信号进行机械性的互动？或者更有说服力的是，究竟什么样的信息是通过这些脂肪组织的感觉神经元进出大脑的？背根神经节的不同部分是否指导脂肪组织的不同代谢功能？最重要的是，这些途径能否被治疗性地调节，以治疗肥胖症或代谢性疾病？PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311083.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1311083.htm

研究人员首次让凝胶在生物体内触发了电极的产生

研究人员首次让凝胶在生物体内触发了电极的产生在隆德大学进行的实验中，一种含有酶的凝胶作为"组装分子"被注入斑马鱼和水蛭。由此，科学家们观察到，在斑马鱼的大脑、心脏和尾鳍以及水蛭的神经组织周围形成了电极。这些动物既没有受到凝胶的伤害，也没有受到电极的不利影响。"通过对化学成分的巧妙改变，我们能够开发出被脑组织和免疫系统接受的电极。斑马鱼是研究大脑中有机电极的极佳模型，"隆德大学医学院教授RogerOlsson解释说。一般来说，需要植入物体来启动体内的电路。毫不奇怪，该团队花了几年时间来开发这种凝胶，它需要正确的结构和成分才能在动物细胞中取得成功。"与身体物质的接触改变了凝胶的结构，使其具有导电性，而在注射前它并不具有导电性。"林雪平大学有机电子学实验室（LOE）的博士研究员XenofonStrakosas说："根据不同的组织，我们还可以调整凝胶的成分，以使电气过程进行。"虽然这一切现在听起来像科幻小说，但研究人员相信，从长远来看，这条研究道路将在人体中看到完全的集成电路--这可能会改变神经系统治疗的面貌。该团队承认有"一系列的问题需要解决"，但这项研究为生物电子学提供了一个新的视角。"几十年来，我们一直试图创造出模仿生物学的电子产品，"LOE的教授MagnusBerggren说。"现在，我们让生物学为我们创造电子器件"。这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346211.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346211.htm

研究人员可能已经发现了失落已久的古希腊海神庙

研究人员可能已经发现了失落已久的古希腊海神庙生活在2000年前的希腊历史学家和地理学家斯特拉波曾在记录里提到，在研究人员发现该神庙的地方有一个著名的海神庙。德国美因茨大学在周三的一份声明中说，一个研究小组"出土了一个早期的类似神庙的建筑遗迹，该建筑位于波塞冬圣地内，很可能是为神灵本人而设"。该结构位于一个沿海地区，该地区曾经是一个古代定居点的所在地。科学家们一直在研究它的海平面和海岸变化的历史，揭开了一个在很大的时间跨度内多次海啸事件的故事。该结构的痕迹在2021年底首次被发现。挖掘工作发现了这个隐藏的寺庙。古希腊仪式中使用的大理石洗脸盆的圆形碎片，帮助确认了在希腊发现的可能的波塞冬神庙遗址的年龄。奥地利考古研究所的考古学家BirgittaEder说："这个被发现的圣地的位置与斯特拉波在其著作中提供的细节相吻合。该地区的极端海浪事件的历史可能与它作为一个礼拜场所的意义有关。"这位美因茨大学的研究人员说："似乎有可能因为这些极端事件而明确选择这个地方作为海神庙的地点。毕竟，波塞冬的崇拜称号是"撼地者"，古人认为它是地震和海啸的罪魁祸首。"确认该神殿是失落的波塞冬神庙可能需要时间。研究人员已经开始对该结构进行多年的调查，其宽度约为31英尺（9.4米）。我们可以等待随着现场工作的继续，还会带来什么新的发现。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338971.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338971.htm