神经科学研究暗示能够治愈自闭症的药物正在出现

神经科学研究暗示能够治愈自闭症的药物正在出现来自自闭症谱系的疾病（ASD，自闭症谱系障碍）不仅表现为社会交往、沟通、兴趣形成方面的障碍，还表现为刻板的行为模式。这往往还伴随着其他异常情况，如癫痫或多动症。科学家们正在紧张地寻找导致这种复杂的发育障碍的分子异常，影响神经细胞分子程序的众多遗传因素已经与自闭症的发展有关。来自赫克托尔脑转化研究所（HITBR）的莫里茨-马勒（MoritzMall）长期以来一直在研究蛋白质MYT1L在各种神经元疾病中的作用。该蛋白是一种所谓的转录因子，决定哪些基因在细胞中是活跃的，哪些不是。人体中几乎所有的神经细胞在其整个生命期都会产生MYT1L。培养皿中由干细胞编程的人类脑细胞（红色，绿色）。资料来源：JanaTegethoff/HITBR几年前，马勒已经表明，MYT1L通过抑制其他发育途径来保护神经细胞的身份，这些发育途径将细胞编程为肌肉或结缔组织等。在一些神经系统疾病中发现了MYT1L的突变，如精神分裂症和癫痫，但也发现了脑部畸形。在目前由欧洲研究理事会ERC资助的工作中，Mall和他的团队研究了"神经元特性的守护者"在ASD发展中的确切作用。为此，他们从基因上关闭了小鼠和人类神经细胞中的MYT1L，这些神经细胞是在实验室中由重新编程的干细胞衍生而来。MYT1L的丧失导致小鼠和人类神经元的电生理过度活跃，从而损害了神经功能。缺乏MYT1L的小鼠出现了大脑异常，例如大脑皮层变薄。这些动物还表现出一些ASS类型的行为变化，如社交障碍或多动症。MYT1L缺陷的神经元特别引人注目的是它们产生了过多的钠离子通道，这些通道通常主要限于心肌细胞。这些孔状蛋白允许钠离子通过细胞膜，因此对导电性至关重要，因此也对细胞的运作至关重要。如果一个神经细胞产生过多的这种通道蛋白，就会造成电生理上的过度激活。在临床医学中，阻断钠通道的药物已经使用了很长时间。这些药物包括拉莫三嗪，它被认为可以防止癫痫发作。当MYT1L缺陷的神经细胞被拉莫三嗪治疗后，其电生理活动恢复正常。在小鼠身上，这种药物甚至能够抑制ASD相关的行为，如多动症。"显然，成年后的药物治疗可以缓解脑细胞功能障碍，从而抵消自闭症的典型行为异常--即使在机体发育阶段，MYT1L的缺失已经损害了大脑发育，"莫里茨-马勒解释说。然而，这些结果仍然局限于小鼠的研究；尚未对自闭症谱系中的疾病患者进行临床研究。第一个临床研究正处于早期规划阶段。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344565.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1344565.htm

章鱼胺：大脑的SOS信号在神经退行性中起关键作用

章鱼胺：大脑的SOS信号在神经退行性中起关键作用研究人员揭示了章鱼胺（一种在无脊椎动物中的主要神经递质，在哺乳动物中少量存在）如何与哺乳动物大脑中的细胞相互作用以防止细胞死亡。科学家们发现，当在小鼠大脑皮层的星形胶质细胞培养物中引入一定水平的章鱼胺时，它会触发乳酸的产生，从而促进细胞的生存。这些发现至关重要，因为它们揭示了章鱼酰胺在哺乳动物大脑中的功能，它被比喻为一种SOS信号，促使星形胶质细胞产生能量以防止细胞因ATP短缺而死亡。这一发现可能有助于开发治疗阿尔茨海默病、帕金森病和双相情感障碍等疾病的方法，这些疾病都与辛胺水平失衡有关。资料来源：西北大学尽管在哺乳动物的大脑中仍有微量的章鱼胺，但其功能已被肾上腺素所取代。长期以来，人们认为它是哺乳动物进化过程中的遗留物，但此前人们对章鱼胺在人脑中的作用并不十分了解。在目前的研究中，研究人员首先着手了解占人类中枢神经系统大多数细胞的星形胶质细胞是如何在神经退行性疾病中造成大脑功能障碍的。在来自小鼠大脑皮层的星形胶质细胞培养物中，科学家们发现，引入一定水平的章鱼胺促使星形胶质细胞产生乳酸，促进细胞的生存。KenandRuthDavee神经学部运动障碍科助理教授GabrielaCaraveoPiso博士说："我们的发现非常重要，因为我们发现了这种微量胺--章鱼胺在哺乳动物大脑中运作的方式。我们可以把它想象成一个SOS信号；受压的神经元向星形胶质细胞发出这个信号，向它们输送能量，输送乳酸。在适当的水平上，章鱼胺允许星形胶质细胞读取这个求救信号并开始制造能量，这将保护细胞不因缺乏ATP而死亡。如果有太多的章鱼胺，那就有点像烟雾阻碍了SOS的方式。它不能被星形胶质细胞所读取"。CaraveoPiso说，这些发现可能有助于为未来治疗阿尔茨海默病、帕金森病和躁郁症提供信息，所有这些疾病都与大脑中的章鱼胺水平失调有关。"长期以来，乳酸被认为是一种废物。但事实证明，它不是，它是一种非常重要的燃料，神经元需要将其转化为更高形式的能量，"CaraveoPiso说。"我们认为这很重要，因为这可能会影响到章鱼酰胺水平改变的其他疾病，包括阿尔茨海默病和精神障碍。"展望未来，Piso和她的合作者希望能更好地了解章鱼胺在健康大脑中的运作方式。"我们现在想知道的是：这是否只发生在类似疾病的条件下？或者说，在学习和记忆等生理条件下，章鱼胺是否发挥作用，在这些条件下，神经元也会经历高能量需求？"CaraveoPiso说。"鉴于章鱼胺可以驾驭星形胶质细胞的乳酸代谢，我们也有兴趣了解在记忆和学习以及衰老这种情况下，乳酸代谢在大脑中的作用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357665.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357665.htm

将大脑免疫细胞转化为神经元有助于中风后的康复

将大脑免疫细胞转化为神经元有助于中风后的康复中风或其他脑血管疾病导致脑部血流不畅后，神经元要么受损，要么死亡，造成特有的生理和心理缺陷。现在，日本九州大学的研究人员将大脑的主要免疫细胞小胶质细胞转化为神经元，从而恢复了受中风影响的小鼠的运动功能。该研究的通讯作者中岛健一说："当我们被割伤或骨折时，我们的皮肤和骨骼细胞可以复制，从而治愈我们的身体。但我们大脑中的神经元却不容易再生，因此损伤往往是永久性的。因此，我们需要找到新的方法来安置失去的神经元。"研究人员从之前的研究中得知，在健康小鼠的大脑中，小胶质细胞可以被诱导发育成神经元。中风后，负责清除受损或死亡脑细胞的小胶质细胞向受伤部位移动并迅速复制。该研究的第一作者入江隆说："小胶质细胞数量丰富，而且正好位于我们需要它们的地方，因此它们是理想的转化目标。"研究人员通过暂时阻断右侧大脑中动脉诱导小鼠中风，大脑中动脉是大脑中的主要血管，通常与人类中风有关。一周后，研究人员观察到小鼠的运动功能出现障碍，纹状体中的神经元明显减少，而纹状体是大脑中参与决策、行动规划和运动控制的区域。他们使用慢病毒--一种用作病毒载体的亚类逆转录病毒--将DNA插入中风损伤部位的小胶质细胞。DNA中含有产生NeuroD1的指令，NeuroD1是一种诱导神经元转换的蛋白质。在随后的几周里，这些细胞发育成了神经元。在小胶质细胞中产生NeuroD1蛋白可诱导它们发育成神经元（红色），减少神经元缺失区域（暗斑）。DNA植入三周后，小鼠的运动功能得到改善。到八周时，新诱导的神经元已成功融入大脑回路。当研究人员移除新神经元时，运动功能的改善消失了，这证实了新神经元对小鼠的康复做出了直接贡献。中岛说："这些结果很有希望。下一步是测试NeuroD1是否也能有效地将人类小胶质细胞转化为神经元，并确认我们将基因插入小胶质细胞的方法是安全的。"由于小鼠是在中风后的急性期接受治疗的，此时小胶质细胞已经迁移到损伤部位，因此研究人员下一步计划观察他们是否能在后期阶段让小鼠产生康复效果。该研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391667.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391667.htm

修改后的RNA有望治愈阿尔茨海默氏症等脑部疾病引起的神经变性

修改后的RNA有望治愈阿尔茨海默氏症等脑部疾病引起的神经变性匹兹堡大学神经生物学家OrShemesh博士获得了美国国立卫生研究院（NIH）下属国家生物医学成像和生物工程研究所（NationalInstituteofBiomedicalImagingandBioengineering）为期三年、价值40万美元的开拓者奖。这笔奖金旨在支持开发一个新平台，该平台可能有助于治疗神经变性和各种脑部疾病。该项目旨在对不同类型的胶质细胞进行基因改造，胶质细胞是一类支持和保护大脑神经元的细胞。"皮特医学院神经生物学助理教授谢梅斯说："神经胶质细胞对脑部疾病的发展至关重要，因此改变神经胶质细胞活性的方法可能会带来新的治疗方法。匹兹堡大学医学院神经生物学助理教授、博士OrShemesh。资料来源：匹兹堡大学科学家们利用传统的病毒载体向神经元传递基因的研究取得了进展。但在神经胶质细胞（包括星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞和其他细胞类型）中，这种病毒方法并不理想，Shemesh说。Shemesh的方法使用生物工程修饰的RNA（或modRNA）。这些合成的RNA通过细胞机器直接翻译成蛋白质，从而避免了利用病毒将基因转入细胞时引发免疫反应的可能性。为了证明这一概念的有效性，谢梅什的团队将利用他们的神经胶质细胞RNA载体技术来提高或降低小鼠大脑中星形胶质细胞或小胶质细胞中与疾病相关的基因的活性。"我们看到越来越多的研究（包括来自匹兹堡大学的研究）表明，星形胶质细胞和其他胶质细胞在阿尔茨海默氏症的发展过程中发挥着重要作用，"Shemesh说。"因此，我们的新平台有朝一日可以提供一种治疗痴呆症的独特策略。这项研究由美国国家生物医学成像和生物工程研究所资助。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426181.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426181.htm

生物启发的神经网络模型令其记忆能力大大提升

生物启发的神经网络模型令其记忆能力大大提升电信号和生物化学信号的错综复杂的相互作用，以及神经元和其他细胞类型之间的连接网络，为记忆的形成创造了基础结构。尽管如此，由于对大脑基础生物学的了解有限，将大脑的复杂生物学编码到计算机模型中进行进一步研究已被证明是一项困难的任务。冲绳科学与技术研究所（OIST）的研究人员通过纳入生物学的见解，对广泛使用的记忆计算机模型（称为霍普菲尔德网络）进行了改进。这一改变启发了一个神经网络，它不仅更好地反映了神经元和其他细胞在大脑中的连接方式，而且还有能力储存更多的记忆。深井智树教授小组的博士生托马斯-伯恩斯说，网络中增加的复杂性使其更加现实，深井教授是OIST神经编码和脑计算部门的负责人。"为什么生物学会有这么多的复杂性？记忆能力可能是一个原因，"伯恩斯先生说。在经典的霍普菲尔德网络（左）中，每个神经元（I、j、k、l）都以成对的方式与其他神经元相连。在伯恩斯和深井教授制作的改良网络中，三个或更多的神经元组可以同时连接。资料来源：托马斯-伯恩斯（OIST）霍普菲尔德网络将记忆存储为系统中不同神经元之间的加权连接模式。网络被"训练"来编码这些模式，然后研究人员可以通过呈现一系列模糊或不完整的模式来测试它对这些模式的记忆，观察这一网络是否能将它们识别为它已经知道的模式。然而，在经典的霍普菲尔德网络中，模型中的神经元与网络中的其他神经元相互连接，形成一系列所谓的"配对"连接。成对连接代表了两个神经元在突触处的连接方式，突触是大脑中两个神经元的连接点。但在现实中，神经元有复杂的分支结构，称为树突，提供多个连接点，因此大脑依靠更复杂的突触安排来完成其认知工作。此外，神经元之间的连接是由称为星形胶质细胞的其他细胞类型调节的。伯恩斯解释说："大脑中只存在神经元之间的成对连接，这根本不现实。他创建了一个改良的霍普菲尔德网络，其中不仅有成对的神经元，而且有三组、四组或更多的神经元也可以连接起来，例如在大脑中可能通过星形胶质细胞和树突树发生。"尽管新的网络允许这些所谓的"集合式"连接，但总的来说，它包含的连接总数与以前一样。研究人员发现，一个包含成对连接和集合连接的混合网络表现最好，保留的记忆数量也最多。他们估计它的效果是传统霍普菲尔德网络的两倍以上。"事实证明，你实际上需要在某种程度上平衡各种特征的组合，"伯恩斯说，"单独的突触是必要的，但也应该需要一些树突树和一些星形胶质细胞。"霍普菲尔德网络对于模拟大脑过程非常重要，但它们也有强大的其他用途。例如，被称为变形金刚的非常类似的网络类型是基于人工智能的语言工具，如ChatGPT，所以伯恩斯和深井教授所确定的改进也可能使这类工具更加强大。伯恩斯和他的同事们计划继续研究他们修改后的霍普菲尔德网络，以使它们更加强大。例如，在大脑中，神经元之间的连接强度通常在两个方向上是不一样的，所以研究人员想知道这种不对称的特点是否也能提高网络的性能。此外，他还想探索使网络的记忆相互作用的方法，就像它们在人脑中的作用一样。我们的记忆是多方面的，而且很庞大。我们仍然有很多东西需要发掘。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348821.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348821.htm

研究人员移植新鲜脑细胞取代病变和衰老脑细胞

研究人员移植新鲜脑细胞取代病变和衰老脑细胞神经胶质细胞是神经细胞（神经元）支持系统细胞的总称。祖细胞是干细胞的后代，可以分化成特定的细胞类型，就神经胶质细胞而言，人类神经胶质祖细胞（hGPCs）可以分化成亚型，包括星形胶质细胞和少突胶质细胞，专门负责特定的功能。星形胶质细胞占中枢神经系统细胞的大部分，为神经元提供支持和保护，运输营养物质并清除废物。少突胶质细胞在一些轴突（神经元与另一个神经元连接并传递神经冲动的部分）周围铺设并维持富含脂质、被称为髓鞘的绝缘包裹。星形胶质细胞和少突胶质细胞功能失调与多种神经退行性疾病和神经精神疾病有关。鉴于hGPCs能够产生新的星形胶质细胞和少突胶质细胞，丹麦哥本哈根大学的研究人员对移植健康的hGPCs如何帮助恢复大脑功能进行了研究。亨廷顿氏病是一种罕见的致命遗传性疾病，会导致神经元进行性衰竭，研究人员之前已经证明，将健康的人类神经胶质细胞移植到亨廷顿氏病小鼠模型中，可以取代不健康的小鼠神经胶质细胞。在目前的研究中，他们想看看健康的人体细胞能否替代患病的人体细胞。因此，他们向注射了亨廷顿氏症患者干细胞的"嵌合"小鼠中引入了健康的hGPCs。研究人员发现，健康细胞超越并完全取代了患病细胞。该研究的通讯作者史蒂文-戈德曼（StevenGoldman）说："我们将健康的人类细胞移植到'人源化'的亨廷顿突变表达神经胶质的小鼠体内，健康的神经胶质细胞超越并取代了患病的神经胶质，实际上消灭了患病的神经胶质群体。"有趣的是，研究人员发现，当年轻的供体hGPC被引入人源化小鼠的大脑时，它们与健康、未患病但衰老的细胞竞争并取代了它们。研究人员说，他们发现健康的hGPCs既能替代患病细胞，也能替代衰老细胞，这一发现意义重大，凸显了开发可用于各种情况的治疗方法的潜力。戈德曼说："这告诉我们，这不仅仅是一个健康细胞取代亨廷顿氏病病变细胞的问题，就其潜在用途而言，这要广泛得多，因为我们可以进入有老年或病变神经胶质群体的各种疾病靶点。"就其可能的用途而言，优势是显著的，因为有各种各样的神经胶质细胞疾病。"神经胶质细胞对某些神经病理学的发展至关重要。神经退行性疾病肌萎缩侧索硬化症（ALS）（又称卢伽雷氏病）、癫痫、多发性硬化症（MS）、帕金森病和阿尔茨海默病都与神经胶质细胞功能失调有关。神经精神疾病、自闭症谱系障碍（ASD）、双相情感障碍和精神分裂症也是如此。如果我们能够替换病变和老化的细胞，那么我们就应该能够恢复这些退行性疾病的正常功能，正如我们在亨廷顿氏病的实验模型中所看到的那样。但这基本上只是一个原理证明，研究人员认为同样的方法也能用于其他一些疾病。在肌萎缩性脊髓侧索硬化症、一些额颞叶痴呆症，甚至在一些遗传性精神分裂症，以及髓鞘疾病和与年龄相关的白质缺失方面都是如此。研究人员提议进行临床试验，以检验hGPC移植对亨廷顿氏病和另外两种疾病（原发性进行性多发性硬化症（PPMS）和佩利泽斯-默茨巴赫病（PMD））的疗效。大多数多发性硬化症患者在病情缓解后会出现复发，而约有15%的多发性硬化症患者病情会持续恶化，没有缓解期。PMD是一种罕见的进行性遗传疾病，会损害少突胶质细胞，导致协调能力、运动能力和认知功能退化。研究人员希望在未来几年内开展人体临床试验。"事情进展得相当顺利，"戈德曼说。"我们仍然需要绝对确定细胞移植后的长期安全性。但我们预计在一年半左右就能获得这些数据。到那时，我们希望可以获得批准，对患者进行移植，所以我希望我们能在两年内启动这种方法的试验。"这项研究发表在《自然-生物技术》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372793.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372793.htm