低温如何促进食欲？新发现可能改进减肥疗法

低温如何促进食欲？新发现可能改进减肥疗法斯克里普斯研究所的神经科学家们现在已经找到了低温时导致食欲增加的大脑回路。在最近发表在《自然》（Nature）杂志上的这项新研究中，研究人员确定了一组神经元，它们是小鼠这种与寒冷有关的觅食行为的"开关"。这一发现可能为代谢健康和减肥带来潜在的治疗方法。这项研究的资深作者、斯克里普斯研究中心化学与化学生物学阿比德-生动讲席教授、副教授叶立博士说："这是哺乳动物的一种基本适应机制，未来针对这种机制的治疗可能会增强寒冷或其他形式脂肪燃烧对新陈代谢的益处。"该研究的第一作者是叶实验室博士后助理研究员NeerajLal博士。由于暴露在寒冷环境中会增强能量消耗以保持温暖，冷水浸泡和其他形式的"冷疗法"已被探索作为减肥和改善代谢健康的方法。冷疗法的一个缺点是，人类进化出的对寒冷的反应并不是为了减肥（在前现代频繁的食物匮乏时期，这种效果可能是致命的）。与节食和运动一样，寒冷会增加食欲，从而抵消任何减肥效果。在这项研究中，叶和他的团队试图找出介导这种寒冷引起的食欲增加的大脑回路。剑突核的神经元被寒冷激活（绿色）。其中的一个子集（红色）会促使动物在寒冷中吃得更多。资料来源：斯克里普斯研究所他们首先观察到的现象之一是，随着低温的到来（从华氏73度降到华氏39度），小鼠只有在延迟约六个小时后才会增加寻食量，这表明这种行为变化并不仅仅是冷感的直接结果。研究人员利用全脑清除和光片显微镜技术，比较了整个大脑神经元在寒冷和温暖条件下的活动。很快，他们就发现了一个关键的现象：虽然在寒冷条件下，整个大脑的大部分神经元活动都要低得多，但在一个名为丘脑的区域，部分神经元的激活程度却较高。最终，研究小组锁定了一个名为丘脑中线剑状核的特定神经元群，结果表明，在寒冷条件下，这些神经元的活动在小鼠从寒冷诱发的冬眠中醒来寻找食物之前会激增。当寒冷条件开始时可获得的食物较少时，剑突核的活动增加幅度更大--这表明这些神经元对寒冷引起的能量不足而不是寒冷本身做出了反应。当研究人员人为激活这些神经元时，小鼠增加了寻食活动，但没有增加其他活动。同样，当研究小组抑制这些神经元的活动时，小鼠的寻食行为也会减少。只有在寒冷条件下才会出现这些效应，这意味着低温提供了一个单独的信号，食欲的变化也必须有这个信号。在最后一组实验中，研究小组发现，这些剑突核神经元会投射到一个叫阿库仑核的脑区--该区域因其整合奖赏和厌恶信号以指导行为（包括进食行为）而久负盛名。叶说，这些结果最终可能具有临床意义，因为它们表明有可能阻断通常由寒冷引起的食欲增加，从而使相对简单的寒冷暴露疗法更有效地促进减肥。他说："我们现在的主要目标之一是弄清楚如何将食欲增加与能量消耗增加分离开来。我们还想弄清楚，这种寒冷诱导的食欲增加机制是否是人体用于补偿额外能量消耗（例如运动后）的更广泛机制的一部分。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383129.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383129.htm

新发现的生物标记物对神经元再生有预测能力

新发现的生物标记物对神经元再生有预测能力神经元是构成我们大脑和脊髓的主要细胞，是受伤后再生最慢的细胞之一，许多神经元无法完全再生。尽管科学家在理解神经元再生方面取得了进展，但仍不清楚为什么有些神经元能够再生而另一些神经元却不能。加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员利用单细胞RNA测序（一种确定单个细胞中哪些基因被激活的方法）发现了一种新的生物标记，可用于预测神经元在受伤后是否会再生。他们在小鼠身上测试了他们的发现，发现该生物标志物在整个神经系统和不同发育阶段的神经元中始终可靠。该研究于2023年10月16日发表在《Neuron》杂志上。“单细胞测序技术正在帮助我们比以往任何时候都更详细地了解神经元的生物学，这项研究确实证明了这种能力，”资深作者、神经科学系教授郑滨海博士说。加州大学圣地亚哥分校医学院。“我们在这里发现的可能只是基于单细胞数据的新一代复杂生物标记物的开始。”研究人员重点关注皮质脊髓束的神经元，这是中枢神经系统的关键部分，有助于控制运动。受伤后，这些神经元是最不可能再生轴突的神经元之一——轴突是神经元用来相互交流的又长又薄的结构。这就是为什么大脑和脊髓损伤如此具有破坏性。神经元（此处以红色和黄色显示）是受伤后再生最慢的细胞之一。在小鼠大脑的这一部分中，黄色神经元正在再生，而红色神经元则无法再生。图片来源：加州大学圣地亚哥分校健康科学第一作者HugoKim博士说：“如果你的手臂或腿部受伤，这些神经可以再生，并且通常可以完全恢复功能，但中枢神经系统的情况并非如此。大多数大脑和脊髓损伤很难恢复，因为这些细胞的再生能力非常有限。”识别生物标志物研究人员利用单细胞RNA测序来分析脊髓损伤小鼠神经元的基因表达。他们利用现有的分子技术鼓励这些神经元再生，但最终，这只对部分细胞有效。这种实验设置使研究人员能够比较再生和非再生神经元的测序数据。此外，通过关注相对较少的细胞（仅超过300个），研究人员能够非常仔细地观察每个细胞。“就像每个人都是不同的一样，每个细胞都有自己独特的生物学特性，”郑说。“探索细胞之间的微小差异可以告诉我们很多关于这些细胞如何工作的信息。”HugoKim博士（左）在郑滨海博士（右）的监督下设计并执行了单细胞RNA测序实验。图片来源：加州大学圣地亚哥分校健康科学研究人员使用计算机算法分析测序数据，确定了一种独特的基因表达模式，可以预测单个神经元在受伤后是否最终会再生。该模式还包括一些以前从未涉及神经元再生的基因。“这就像神经元再生的分子指纹，”郑补充道。验证再生分类器为了验证他们的发现，研究人员在26个已发表的单细胞RNA测序数据集上测试了这种分子指纹（他们将其命名为再生分类器）。这些数据集包括来自神经系统各个部分和不同发育阶段的神经元。研究小组发现，除了少数例外，再生分类器成功预测了单个神经元的再生潜力，并能够重现先前研究中的已知趋势，例如出生后神经元再生的急剧下降。“根据来自完全不同研究领域的多组数据验证结果告诉我们，我们已经发现了有关神经元再生的基础生物学的一些基本知识，”郑说。“我们需要做更多的工作来完善我们的方法，但我认为我们已经发现了一种对所有再生神经元都通用的模式。”虽然小鼠身上的结果很有希望，但研究人员提醒说，目前再生分类器是一种帮助实验室神经科学研究人员的工具，而不是诊所患者的诊断测试。“在临床环境中使用单细胞测序仍然存在很多障碍，例如成本高、分析大量数据困难，以及最重要的是，无法获取感兴趣的组织，”郑说。“目前，我们有兴趣探索如何在临床前环境中使用再生分类器来预测新再生疗法的有效性，并帮助这些疗法更接近临床试验。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391581.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391581.htm

新发现挑战基础生物学长期以来关于 "第二大脑"的观点

新发现挑战基础生物学长期以来关于"第二大脑"的观点肠道神经系统（ENS）通常被称为"第二大脑"，在消化、免疫以及与大脑交流方面发挥着至关重要的作用。研究人员发现，肠神经系统的发育在出生后仍在继续，其中包括来自中胚层的神经元，这对长期以来的科学观点提出了挑战，并为衰老和胃肠道疾病的潜在新疗法开辟了道路。ENS的功能对生命至关重要，其作用远远超出了消化，因为它调节免疫力、肠道分泌物，并实现肠道与大脑之间复杂的双向交流。这就是为什么快乐的肠道与快乐的大脑共存，为什么消化问题会导致情绪和行为的变化。自20世纪中期以来，科学家们一直认为，ENS在出生前由神经嵴衍生而来，出生后保持不变。现在，贝斯以色列女执事医疗中心（BIDMC）的研究人员在《eLife》杂志上发表了一篇论文，提出了一种全新的范式，描述了在小鼠和人体组织样本中ENS在出生后继续发育的途径。这一发现推翻了数十年来神经科学和ENS基础生物学的科学教条，首次证明了大量出生后的肠道神经元起源于非外胚层和中胚层。研究结果表明，这些神经元与健康和疾病中的ENS成熟和衰老息息相关。"这些结果首次表明，中胚层是人体第二大神经系统神经元的重要来源，"BIDMC的科学家、哈佛医学院医学科学部助理教授SubhashKulkarni博士说。"我们是如何成熟和衰老的，这对我们了解快速老龄化人口的健康和疾病至关重要。中胚层系神经元比例的增加是成熟和衰老的自然结果；此外，可以预期这一系神经元对疾病具有独特的脆弱性"。Kulkarni及其同事利用转基因小鼠模型、高分辨率显微镜和遗传分析，分析了成年小鼠和人体组织中的ENS神经元群。利用小鼠模型，研究小组发现，虽然出生后早期的ENS细胞来自预期的神经嵴系，但随着动物的成熟，这种模式迅速发生了变化。库尔卡尼及其同事记录了一个新的肠神经元群体的到来和不断扩大，该群体源自中胚层--产生肌肉和心脏细胞的同一系。这一新发现的中胚层衍生神经元群体随着年龄的增长而扩大，在青春期小鼠中占所有肠道神经元的三分之一，在成年小鼠中占所有肠道神经元的一半，最终在衰老小鼠中超过了原来的神经嵴衍生肠道神经元群体。通过评估这些神经元的分子特征，研究小组发现了新的细胞标记物，这些标记物可用于识别人类肠道组织中的中胚层衍生神经元群体。这些标记还提供了药理学靶点，研究人员利用这些靶点不仅操纵了青春期小鼠肠道中胚层神经元的比例，还降低了它们在衰老小鼠肠道中的主导比例，从而治愈了与年龄相关的肠道运动减慢。库尔卡尼补充说："我们现在可以努力了解如何将这些发现转化到人体系统中，为衰老患者提供疾病调节疗法，这些患者的主诉通常包括消化道疾病。通过推翻神经科学最大的教条之一，我们现在正处于未知领域，同时也有巨大的机会来了解神经元这一隐藏的基础、转化和临床生物学。新发现的神经元谱系为我们提供了潜在的新药靶点，可以帮助大量患者。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382617.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382617.htm

对肉毒杆菌的研究又有突破 - 新发现可以挽救生命

对肉毒杆菌的研究又有突破-新发现可以挽救生命肉毒杆菌毒素是肉毒杆菌毒素的缩写，是一种源自肉毒杆菌的神经毒性蛋白质。它因在整容手术中的使用而广为人知，可通过暂时麻痹面部肌肉来减少皱纹的出现。“我们使用超分辨率显微镜显示，一种名为Synaptotagmin1的受体与另外两种先前已知的梭菌神经毒素受体结合，形成位于神经元质膜上的微小复合体，”Meunier教授说。“毒素劫持了这种复合物并进入突触小泡，突触小泡储存了对神经元之间的交流至关重要的神经递质，然后Botox会中断神经和肌肉细胞之间的通讯，导致瘫痪。”这一发现意味着可以确定新的治疗靶点，以开发有效的肉毒中毒治疗方法——一种罕见但可能致命的细菌感染。“现在我们知道这种复合物如何使毒素内化，我们可以阻断三种受体中任意两种之间的相互作用，以阻止致命毒素进入神经元，”默尼耶教授说。注射药物保妥适最初是为治疗斜视眼患者而开发的，但很快被发现可以缓解偏头痛、慢性疼痛和痉挛症。现在，它经常用于整形手术，通常被称为抚平皱纹的美容疗法。Joensuu博士说，神经毒素是如何放松肌肉的，以前很难追踪。“梭菌神经毒素是人类已知的最有效的蛋白质毒素之一，”Joensuu博士说。“我们现在全面了解了这些毒素是如何在治疗相关浓度下被内化以毒害神经元的。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362699.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362699.htm

一颗新发现的行星可能使科学家们更容易找到地外生命

一颗新发现的行星可能使科学家们更容易找到地外生命据BGR报道，科学家们有了一个惊人的发现。根据发表在《天体物理学通讯》上的一项新研究，天文学家发现了一颗没有大气层的类地行星。这颗行星围绕着一颗M型红矮星运行，M型红矮星是我们宇宙中最常见的恒星类型之一，它甚至可以帮助天文学家更容易找到地外生命。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330511.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1330511.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