工作焦虑？可能是无糖饮料导致的 还会遗传给后代 研究已登PNAS

工作焦虑？可能是无糖饮料导致的还会遗传给后代研究已登PNAS阿斯巴甜。此种添加剂广泛存在于所谓“无糖”的饮料（比如可乐）、酸奶、口香糖、糕点、果冻中。它们以低热量健康之名，吸引都市打工人支付更高价格。但科研人员发现，阿斯巴甜将导致大脑内的恐惧焦虑调节区域（杏仁核）发生变化，继而造成焦虑。且相关变化不仅发生于阿斯巴甜服用者，还会遗传给后代。事情还不算完，研究还指出——即便安全剂量的阿斯巴甜，照样会出现问题。这…….对于广大控糖党们，真是有点麻了……目前，相关研究已有不少网友关注。有人表示自己戒断无糖可乐3周，果真没感到焦虑：所以，科学家如何揭示其中问题？答案就在实验过程中。阿斯巴甜如何引发焦虑？作为使用量最大的代糖物质之一，阿斯巴甜（也被称为：甜味素）食用影响一直被研究者们关注。该物质1981年获得美国审批机构FDA批准使用，到今天，年产量超过3000吨，存在于超过5000种食品中，摄入者涵盖老人、儿童、孕妇、糖尿病患者、减肥人士等群体。△阿斯巴甜化学结构图源：wiki目前在美国FDA规定下，阿斯巴甜安全摄入量是每日每单位kg体重50mg，欧盟为40mg。阿斯巴甜口服后将分解为天冬氨酸、苯丙氨酸和甲醇。这其中，苯丙氨酸因能通过特定反应产生单胺类神经递质，进而，影响大脑情绪状态和记忆能力，是科研工作者的重点关注对象。但在过去研究中，阿斯巴甜对大脑单胺类神经递质影响乃至抑郁状况、记忆能力影响并未达成共识。此番研究正是针对该问题。值得一提的是，“阿斯巴甜是否致癌”也尚未达成共识。△阿斯巴甜一般为白色颗粒或粉末图源：wiki此番实验中，科学家以小鼠为受体，通过物种之间剂量转换，让部分小鼠饮用含有FDA批准含量15%阿斯巴甜的水，即浓度为0.03%。还有一个低浓度组，摄入0.015%浓度阿斯巴甜水。最后再设一个对照组，该组中的小鼠只饮用普通饮用水。投喂数周后，科研者再来观察它们的变化。这当中，测试其情绪的方式是旷场实验（OFT），将小鼠放置在全新开阔网格环境中心，观察其运动状况、足迹、尿便次数等维度数据，评价情绪状态。△图源：any-maze结果显示，饮用阿斯巴甜水后，从第六周开始，雄性小鼠表现出明显焦虑，其在旷场实验（OFT）中，在中心停留的时间明显低于对照组（下方左图）。雌雄小鼠从第8周也有明显不同于对照组的表现，同样，在场地中心停留时间变少（下方右图）。科研者又研究了雄性小鼠的足迹，也能看出，饮用不同浓度阿斯巴甜水的小鼠，均更倾向于贴着墙边运动。随后，科研工作者用地西泮（一种缓解治疗焦虑的药物）注射方式，看看药物是否缓解饮用阿斯巴甜实验组的小鼠情绪。结果发现，注射药物后小鼠活动轨迹明显地更靠近中心（下图右）。作为对照，注射生理盐水的实验组小鼠活动倾向并无太大变化（下图左）：更进一步，科学家观察了阿斯巴甜如何影响大脑杏仁核。针对饮用0.03%浓度阿斯巴甜水12周的小鼠，通过RNA测序以及定量PCR检测，科研团队发现，小鼠大脑杏仁核中的谷氨酸能和GABA（γ-氨基丁酸）能突触均发生显著变化。此种变化使得杏仁核从兴奋-抑制平衡转向兴奋，进而诱发焦虑情绪。△实验发现，实验组小鼠差异表达基因集中在谷氨酸能突触及GABA能突触通路科研团队还观察了阿斯巴甜的跨代影响。让饮用阿斯巴甜水的雄性小鼠与普通雌性小鼠一同饲养12周，繁殖产生第一代，该过程中，不再饲喂含阿斯巴甜水。继续通过旷场实验观察焦虑状态，结果发现，相比普通小鼠，阿斯巴甜雄性小鼠第一代子孙仍表现出更强的焦虑倾向。无论雌雄，这些后代在旷场实验中，在场地中心停留时间相对更短（下方左图）。且即便到第三代，此种影响仍会出现。（下方左图）研究团队本次研究团队来自佛罗里达州立大学脑修复中心。主要作者有SaraK.Jones。目前在该机构攻读生物医学科学专业博士，社交媒体显示，她专注于跨代际遗传研究。另一位作者为DeirdreM.McCarthy。她是该校生物医学科学系和大脑修复中心研究人员，研究方向主要为发育和行为神经科学。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341973.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341973.htm

人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表

人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表人造胚胎，竟发育出完整的大脑结构和心脏？！经过十多年的研究，来自剑桥大学和加州理工学院的科学家们真的做到了。其研究成果登上了最新的Nature。原标题：人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表，研究人员：下一步人类胚胎模型（为了尽早被更多学者看到，Nature甚至还没来得及排版编辑，就直接把预印本给搬上来了。）研究人员表示，这次主要进展在于产生整个大脑的能力，尤其是前部区域，这一直是合成胚胎发育的“圣杯”。来康康这是一项什么样的研究。人造胚胎发育出心脏和大脑胚胎干细胞，在学界被认为是万能细胞。因为它可以在体外进行哺乳动物胚胎中发生的许多阶段。但实际上，想要这种干细胞的发育潜力大大拓展，还需要其他干细胞来支持，与胚胎干细胞进行相互作用。即早期发育过程中的三种胚胎外干细胞：滋养层干细胞（TSC）、胚胎外内胚层干细胞(XEN)和诱导型XEN细胞(iXEN)。科学家们在实验室中将胚胎干细胞跟TSC、iXEN按比例组装成衍生胚胎模型。通过诱导一组特定基因表达，研究人员让这些干细胞彼此“交谈”。这种路径的思考，实际上与人类胚胎发育过程有关。以往的研究表明，人类胚胎要成功发育，就需要早期胚胎组织与对外连接的组织（将胚胎与母亲连接起来的组织）之间进行“对话”。在受精后第一周，三种类型干细胞发育：一种最终分化为身体组织，另外两种则继续支持胚胎发育。一种为胚外干细胞将成为胎盘，将胎儿与母亲连接起来，并提供氧气和营养。另一个将成为卵黄囊，胚胎在那里生长，并在早期发育过程中从中获取营养。基于这样的背景，研究人员构建了一个小鼠胚胎模型。整个发育过程是在启动血岛发育的胚胎外卵黄囊内发育的。结果在发育的第8.5天，胚胎模型显示出明的前脑和中脑区域的头部褶皱。除此之外，还有一个跳动的心脏状结构，一个由神经管和体节组成的躯干，一个含有神经中胚层祖细胞的尾芽，一个肠管和原始生殖细胞。这一研究结果，证明了胚胎和两种类型的胚胎外干细胞的自组织能力——通过原肠胚和早期器官形成，重建哺乳动物的发育能力。进一步的，他们还研究了这种人造胚胎的基因表达模式，发现与天然胚胎非常相似。团队数十年研究这一研究来自剑桥大学、加州理工学院、华盛顿大学等机构的研究人员合著完成。研究人员表示，这为实验模型中研究神经发育机制开辟了新的可能性。而且虽然现在是在小鼠模型中进行，他们还正在开发一个类似于人类胚胎的发育模型，以了解关键过程背后的机制。如果在将时间轴拉长，这一方法将可以用来指导合成器官的发展。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1309091.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1309091.htm

科学家新发现与焦虑症和强迫症有关的大脑机制

科学家新发现与焦虑症和强迫症有关的大脑机制研究人员发现，就像游戏控制器上的按钮一样，特定的小胶质细胞群会激活焦虑和OCSD行为，而其他小胶质细胞群则会抑制焦虑和OCSD行为。此外，小胶质细胞还能与神经元交流，从而诱发这些行为。这些发现发表在《分子精神病学》（MolecularPsychiatry）杂志上，最终可能为靶向疗法带来新方法。犹他大学特聘教授马里奥-卡佩奇（MarioCapecchi）博士和NaveenNagajaran博士图片来源：犹他大学健康学院CharlieEhlert诺贝尔奖获得者、犹他大学斯宾塞-福克斯-埃克尔斯医学院人类遗传学杰出教授、本研究的资深作者马里奥-卡佩奇博士说："少量的焦虑是好事。焦虑会激励我们，鞭策我们，给我们额外的动力，告诉我们'我可以'。但大剂量的焦虑会压垮我们。我们会精神麻痹，心跳加快，出汗，头脑中出现混乱。"新发现的机制可能是在正常情况下维持行为在健康范围内的重要因素。卡佩奇说，在病理条件下，这些机制可能会驱动行为，使人变得衰弱。"这项工作是独一无二的，它对目前关于小胶质细胞在大脑中的作用的教条提出了挑战，"该研究的第一作者、美国加州大学洛杉矶分校健康中心的遗传学家和神经科学家纳文-纳加贾兰（NaveenNagajaran）博士说。犹他大学健康学院的科学家们发现了大脑中一种小细胞类型--小胶质细胞--在控制焦虑相关行为中的重要性。这些发现可能会带来新的靶向治疗方法。图片来源：犹他健康大学CharlieEhlert操纵小胶质细胞有类似OCSD行为的小鼠总是忍不住梳理自己。它们会不停地舔自己的身体，以至于皮毛脱落，身上出现伤痕。此前，卡佩奇团队发现，一种名为Hoxb8的基因发生突变，会导致小鼠表现出慢性焦虑症状，并过度梳理自己。出乎意料的是，他们发现这些行为的根源是一种叫做小胶质细胞的免疫细胞。小胶质细胞只占大脑细胞的10%，一直被认为是大脑的"垃圾收集器"，负责处理垂死的神经元（最常见的脑细胞）和形状异常的蛋白质。他们的发现还首次揭示了Hoxb8小胶质细胞通过与特定神经元回路交流来控制行为的重要性。犹他大学特聘教授马里奥-卡佩奇（MarioCapecchi）博士和NaveenNagajaran博士。图片来源：CharlieEhlert，犹他大学健康学院但小胶质细胞如何完成这些任务仍然是个谜。为了了解更多信息，纳加贾兰转向了光遗传学，这是一种结合了激光和基因工程的技术。就像玩电子游戏一样，他用激光刺激大脑中特定的小胶质细胞群。令研究人员惊讶的是，只需按下开关，他们就能开启与焦虑相关的行为。当他们用激光刺激一个亚群--Hoxb8小胶质细胞时，小鼠变得更加焦虑。当激光触发大脑其他部位的Hoxb8小胶质细胞时，小鼠会梳理自己。在另一个位置靶向Hoxb8小胶质细胞会产生多重效果：小鼠的焦虑感增加，它们会梳理自己，而且它们会僵住，这是一种恐惧指标。每当科学家关闭激光，这些行为就会停止。"这让我们大吃一惊，"Nagarajan说。"人们通常认为，只有神经元才能产生行为。目前的研究结果揭示了大脑利用小胶质细胞产生行为的第二种方式。事实上，用激光刺激小胶质细胞会使它们旁边的神经元发出更强的火花，这表明这两种细胞类型会相互交流，从而驱动不同的行为。"进一步的实验揭示了不表达Hoxb8的小胶质细胞群体的另一层控制作用。同时刺激"非Hoxb8"和Hoxb8小胶质细胞可防止焦虑和OCSD类行为的发生。这些结果表明，小胶质细胞的两个种群就像一个制动器和一个加速器。它们在正常情况下相互平衡，而当信号失衡时就会诱发疾病状态。研究表明，小胶质细胞的位置和类型是微调焦虑和OCSD行为的两个重要特征。卡佩奇说，小胶质细胞会与特定的神经元和神经回路进行交流，最终控制行为。"我们希望更多地了解神经元与小胶质细胞之间的双向交流，"他说。"我们想知道是什么造成了这种情况。在小鼠中确定这些相互作用可能会为控制患者过度焦虑找到治疗目标。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372455.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372455.htm

大脑的 "冷静药" - 科学家发现抑制焦虑的基因

大脑的"冷静药"-科学家发现抑制焦虑的基因一个国际科学家团队已经确定了大脑中驱动焦虑症状的一个基因。重要的是，对该基因的修改被证明可以降低焦虑水平，为焦虑症提供了一个令人兴奋的新的药物目标。这一发现由布里斯托尔大学和埃克塞特大学的研究人员领导，于4月25日发表在《自然通讯》杂志上。焦虑症很常见，每4个人中就有1人被诊断为焦虑症，在他们的一生中至少有一次焦虑症。严重的心理创伤会引发大脑杏仁核中神经元的遗传、生化和形态变化--杏仁核是牵涉到压力引起的焦虑的脑区，导致焦虑症的发作，包括恐慌症和创伤后应激障碍。然而，目前可用的抗焦虑药物的疗效很低，超过一半的患者在治疗后没有获得缓解。在开发强效抗焦虑药物方面取得的成功有限，这是由于我们对焦虑的神经回路和导致与压力有关的神经精神状态的分子事件了解不足。在这项研究中，科学家们试图确定大脑中支撑焦虑的分子事件。他们专注于一组分子，在动物模型中被称为miRNAs。这组重要的分子在人脑中也有发现，它能调节控制杏仁核中细胞过程的多种目标蛋白。在急性应激之后，该团队发现一种叫做miR483-5p的分子在小鼠杏仁核中的数量增加。重要的是，研究小组表明，增加的miR483-5p抑制了另一个基因Pgap2的表达，Pgap2反过来驱动了大脑中神经元形态的变化和与焦虑有关的行为。研究人员共同表明，miR-483-5p作为一个分子制动器，抵消了压力诱导的杏仁核变化，促进焦虑的缓解。发现一个新的杏仁核miR483-5p/Pgap2途径，大脑通过该途径调节对压力的反应，是发现新的、更有力的、急需的焦虑症治疗方法的第一块垫脚石，将加强这一途径。该研究的主要作者之一、布里斯托尔大学生理学、药理学和神经科学学院的MRC研究员和神经科学讲师ValentinaMosienko博士说："压力可以触发一些神经精神疾病的发作，其根源在于遗传和环境因素的不利组合。虽然低水平的压力被大脑的自然调整能力所抵消，但严重或长期的创伤经历可以克服应激反应的保护机制，导致抑郁症或焦虑症等病症的发展。""miRNAs在战略上准备好控制复杂的神经精神疾病，如焦虑症。但是它们用来调节应激反应和易感性的分子和细胞机制直到现在还基本上是未知的。我们在这项研究中发现的miR483-5p/Pgap2途径，其激活发挥了减少焦虑的作用，为开发针对人类复杂精神疾病的抗焦虑疗法提供了巨大潜力。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357589.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357589.htm

知识分子｜公鼠怀孕实验引发伦理争议，论文作者称已申请撤稿

最近，一则 “公鼠怀孕” 的新闻，让科研的伦理问题再次受到关注和讨论。对于动物实验，科学家们需要考虑哪些伦理问题？为何这一实验会引发人们对科研伦理问题的争论？关于伦理敏感性研究，科学家们应如何展开工作？

医学新进展：诱导出的冬眠状态能在小鼠心脏手术中保护器官

医学新进展：诱导出的冬眠状态能在小鼠心脏手术中保护器官几十年来，主要的解决方案是在这些手术中对病人进行深低温停循环，使他们的体温直接降低，以减缓他们的新陈代谢。但这是一个困难的过程，且有一定的风险。日本理化学研究所的科学家们现在发现了一种潜在的替代方法，基于他们几年前的一项发现。在之前的研究中，研究人员在小鼠体内发现了一组神经元（Q神经元），当它们受到刺激时，会诱发一种类似睡眠的状态，即倦怠状态，小鼠和鸟类等动物会进入这种状态，通过减缓新陈代谢来保存能量。更耐人寻味的是，研究小组能够刺激Q型神经元来诱导大鼠的这种状态，而大鼠的日常并不包含这种状态。这为人类最终进入这种冬眠状态提供了可能性，例如，这可能有助于长时间的太空航行，或者正如新的研究所探讨的那样，作为手术中低温的一种替代。"如果我们能够诱导它们，那么在心血管医学、复苏医学或其他通过低温保护器官不充分或不适当的情况下，使用类似冬眠状态有很多可能性，"该研究的共同牵头人GenshiroSunagawa说。该团队在四组接受主动脉手术的小鼠中测试了这一想法。两组接受了激活Q神经元的化学物质注射--其中一组保持正常体温，而另一组则处于低温状态。另外两组是接受安慰剂注射的对照组，其中一组处于低温状态，另一组处于正常温度。之后，科学家们通过评估血液中某些生物标志物的水平来检查肾脏损伤和功能。果然，被激活了Q型神经元的小鼠显示出与经历了低温的对照组小鼠类似的器官保护水平。经历过和未经历过低温的Q神经元小鼠之间没有真正的区别。虽然这项研究耐人寻味，但研究小组提醒说，现在仍然是研究的早期阶段。首先，最重要的是，Q神经元不太可能在人类大脑中被选择性地激活以达到同样的效果。但科学家们说，了解其背后的机制可能会发现诱发这种状态的其他方法。Sunagawa说："激活Q神经元会触发一些生物事件的序列，使器官在低代谢状态下存在数天。一旦我们确切地知道这些事件是什么，我们就有信心在体内用药物诱导它们，而不需要首先激活Q神经元。"这项研究发表在JTCVSOpen杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333485.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333485.htm