科学家发现人类感受触觉的隐秘方式

科学家发现人类感受触觉的隐秘方式研究人员还发现，这些毛囊细胞会释放神经递质组胺和血清素，以对触觉做出反应--这些发现可能有助于我们将来了解组胺在湿疹等炎症性皮肤病中的作用。论文的主要作者、帝国理工大学生物工程系的克莱尔-希金斯（ClaireHiggins）博士说："这是一个令人惊讶的发现，因为我们还不知道为什么毛囊细胞在处理轻触时会发挥这种作用。由于毛囊中含有许多感觉神经末梢，我们现在想确定毛囊是否在激活特定类型的感觉神经，以实现一种未知但独特的机制。"我们通过几种机制来感受触觉：皮肤中的感觉神经末梢检测触觉并向大脑发送信号；神经支配丰富的毛囊检测毛发纤维的运动；被称为C-LTMR的感觉神经只存在于多毛的皮肤中，它处理情感触觉或'感觉良好'的触觉。现在，研究人员可能发现了毛囊中的一个新过程。为了开展这项研究，研究人员分析了人类皮肤和毛囊的单细胞RNA测序数据，发现毛囊细胞中触觉敏感受体的比例高于皮肤中的同等细胞。他们建立了人类毛囊细胞和感觉神经的共培养物，然后对毛囊细胞进行机械刺激，发现这会导致邻近的感觉神经被激活。随后，他们决定研究毛囊细胞如何向感觉神经发出信号。他们采用了一种称为快速扫描循环伏安法的技术来分析培养细胞，结果发现毛囊细胞会释放神经递质血清素和组胺来对触觉做出反应。当他们阻断感觉神经元上这些神经递质的受体时，神经元不再对毛囊细胞的刺激做出反应。同样，当他们阻断毛囊细胞产生的突触囊泡时，它们也无法再向感觉神经发出信号。因此，他们得出结论：毛囊细胞在对触摸做出反应时，会释放出激活附近感觉神经元的物质。研究人员还用皮肤细胞而不是毛囊细胞进行了同样的实验。这些细胞对轻触的反应是释放组胺，但它们没有释放血清素。 希金斯博士说："这很有趣，因为皮肤中的组胺会导致湿疹等皮肤炎症，而人们一直认为免疫细胞会释放所有的组胺。我们的研究发现了皮肤细胞在组胺释放过程中的新作用，这对湿疹研究具有潜在的应用价值。"研究人员指出，这项研究是在细胞培养物中进行的，需要在活生物体中进行复制，以证实研究结果。研究人员还想确定毛囊是否激活了特定类型的感觉神经。由于C-LTMR只存在于有毛发的皮肤中，他们很想知道毛囊是否有一种我们尚未发现的向这些神经发出信号的独特机制。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393033.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393033.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

科学家揭示斑马鱼如何修复受损的心脏

科学家揭示斑马鱼如何修复受损的心脏当一个人心脏病发作而没有得到及时治疗时，心肌细胞会因缺氧受损并开始死亡。疤痕组织生长，由于我们不能制造新的心肌细胞，心脏就不能像它应该的那样有效地泵送。然而，对于像斑马鱼这样的低等脊椎动物来说，情况却完全不同：它们可以再生器官，包括其心脏。柏林医学系统生物学研究所（BIMSB）定量发育生物学实验室负责人JanPhilippJunker教授说：“我们想找出这种小鱼是如何做到的，以及我们是否可以从中学习。”研究人员在DanielaPanáková博士的帮助下，在斑马鱼的心脏中模拟了心肌梗塞的伤害，DanielaPanáková博士是MDC发育和疾病中电化学信号实验室的负责人。他们利用单细胞分析和细胞谱系树监测心肌细胞的再生情况。他们的研究结果最近发表在《自然-遗传学》上。研究人员将斑马鱼一毫米大小的心脏暴露在一根冷针下几秒钟，同时在显微镜下观察它。针接触到的任何组织都会死亡。与那些心脏病发作的人相似，这导致了炎症反应，随后是成纤维细胞产生的瘢痕。“令人惊讶的是，对伤害的直接反应非常相似。但是，虽然人类的过程在这一点上停止了，但它在鱼体内继续进行。它们形成新的心肌细胞，这些心肌细胞能够收缩，”Junker说。他继续说：“我们想确定来自其他细胞的信号，并帮助驱动再生。”Junker的团队使用单细胞基因组学来搜索受伤的心脏，寻找健康斑马鱼心脏中不存在的细胞。研究人员发现了三种瞬间被激活的新成纤维细胞类型。尽管与其他成纤维细胞有着相同的外观，但这些被激活的细胞有能力读取各种额外的基因，这些基因参与了蛋白质的形成，如胶原蛋白12等结缔组织因子。在人类中，纤维化，也被称为瘢痕，被认为是心脏再生的障碍。然而，一旦被激活，成纤维细胞似乎是该过程的关键。当Panáková使用基因技巧关闭斑马鱼中表达胶原蛋白12的成纤维细胞时，它们的重要性就变得很明显了。结果是：没有再生。Junker认为，成纤维细胞负责发出修复信号是有道理的。他说：“毕竟，它们就在受伤的地方形成。”为了确定这些被激活的成纤维细胞的来源，Junker的团队使用一种名为LINNAEUS的技术制作了细胞系树，他的实验室在2018年开发了这种技术。LINNAEUS与遗传疤痕一起工作，这些疤痕共同作用于每个细胞的来源，就像一个条形码。“我们使用CRISPR-Cas9基因剪刀创造这个条形码。如果在受伤后，两个细胞有相同的条形码序列，这意味着它们是相关的，”Junker解释说。研究人员确定了两个暂时激活的成纤维细胞来源：心脏外层（心外膜）和内层（心内膜）。产生胶原蛋白12的细胞只在心外膜被发现。多名MDC研究人员在整个研究过程中进行了合作--从鱼的实验，到遗传分析，再到结果的生物信息学解释。SaraLelek说：“对我来说，最激动人心的事情是看到我们的学科如何相互补充，以及我们如何在活体动物上验证生物信息学的结果，”她是该研究的主要作者，负责动物试验。“这是一个大项目，让我们都能贡献自己的专业知识。我...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313317.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313317.htm

神经生物学家发现了压力如何转化为恐惧 以及阻止它的方法

神经生物学家发现了压力如何转化为恐惧以及阻止它的方法发表在《科学》（Science）杂志上的最新研究确定了导致广泛恐惧体验的大脑生物化学和神经回路。图中，神经元显示为青色，逆行追踪器显示为黄色和品红色。资料来源：加州大学圣地亚哥分校斯皮策实验室但是，如果在没有实际威胁的情况下产生恐惧，就会对我们的健康造成危害。那些遭受过严重或危及生命的压力的人，即使在没有实际威胁的情况下，也会产生强烈的恐惧感。这种恐惧的泛化会对心理造成伤害，并可能导致长期的精神疾病，如创伤后应激障碍（PTSD）。在没有威胁的情况下，我们的大脑会产生恐惧感，这种由压力引起的机制一直是个谜。现在，加利福尼亚大学圣迭戈分校的神经生物学家确定了导致这种普遍恐惧体验的大脑生化变化，并绘制了神经回路图。他们的研究发表在《科学》杂志上，为如何预防恐惧反应提供了新的见解。背侧剑突是位于脑干的一个区域，图像中绿色显示的是血清素能神经元，红色显示的是病毒表达的TdTomato蛋白，黄色显示的是共聚焦细胞。加州大学圣地亚哥分校斯皮策实验室。图片来源：加州大学圣地亚哥分校斯皮策实验室恐惧研究的突破在报告中，前加州大学圣地亚哥分校助理项目科学家李慧泉（现为NeurocrineBiosciences公司高级科学家）、生物科学学院阿特金森家族特聘教授尼克-斯皮策（NickSpitzer）和他们的同事描述了他们发现神经递质--使大脑神经元能够相互沟通的化学信使--是压力诱发广泛恐惧的根源--的研究过程。研究人员通过对小鼠大脑中一个被称为背侧剑突的区域（位于脑干）进行研究，发现急性压力会诱发神经元中化学信号的转换，从兴奋性的"谷氨酸"神经递质转换为抑制性的"GABA"神经递质，从而导致普遍的恐惧反应。针对普遍恐惧的见解和干预措施加州大学圣地亚哥分校神经生物学系和卡夫利脑与心智研究所成员斯皮策说："我们的研究结果为了解恐惧泛化的相关机制提供了重要见解。从这一分子细节层面了解这些过程的好处是--知道发生了什么以及发生在哪里--可以针对驱动相关疾病的机制进行干预"。使用共聚焦显微镜拍摄的大脑背侧急流区图像。资料来源：加州大学圣地亚哥分校斯皮策实验室压力诱导神经递质的转换被认为是大脑可塑性的一种形式，在这一新发现的基础上，研究人员随后对患有创伤后应激障碍的人的死后大脑进行了检查。在他们的大脑中也证实了类似的谷氨酸-GABA神经递质转换。研究人员接下来找到了一种阻止产生广泛恐惧的方法。在小鼠经历急性应激之前，他们给小鼠的背侧剑突注射了一种腺相关病毒（AAV），以抑制负责合成GABA的基因。这种方法阻止了小鼠获得广泛性恐惧。此外，当小鼠在应激事件发生后立即服用抗抑郁药氟西汀（百忧解）时，递质转换和随后出现的广泛性恐惧就会被阻止。研究人员不仅确定了切换发射器的神经元位置，还展示了这些神经元与中央杏仁核和外侧下丘脑的连接，而这些脑区以前与其他恐惧反应的产生有关。斯皮策说，"既然我们已经掌握了压力诱发恐惧的核心机制以及实施这种恐惧的电路，那么干预措施就可以有针对性和特异性。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425831.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425831.htm

科学家在咖啡中发现一种脑力促进剂

科学家在咖啡中发现一种脑力促进剂最近的研究越来越多地集中于寻找能够抵御与年龄相关的认知能力下降和促进健康老龄化的天然化合物。咖啡、葫芦巴种子和萝卜中含有的一种植物生物碱--三高碱（TG），被认为是增强认知能力的候选物质。在一项新的研究中，筑波大学的研究人员利用衰老加速小鼠易感基因8（SAMP8）模型，从认知和分子生物学的角度综合研究了TG对记忆和空间学习（获取、保留、构建和应用与周围物理环境相关的信息）的影响。给SAMP8小鼠口服TG30天后，与未服用TG的SAMP8小鼠相比，莫里斯水迷宫测试表明小鼠的空间学习和记忆能力有了显著提高。接下来，研究人员对海马进行了全基因组转录组分析，以探索潜在的分子机制。他们发现，与神经系统发育、线粒体功能、ATP合成、炎症、自噬和神经递质释放有关的信号通路在TG组中受到显著调节。此外，研究小组还发现，TG通过负向调节信号因子Traf6介导的转录因子NF-κB激活，抑制了神经炎症。此外，蛋白质定量分析证实，炎症细胞因子TNF-α和IL-6的水平显著降低，海马中神经递质多巴胺、去甲肾上腺素和血清素的水平显著升高。这些研究结果表明，TG能有效预防和改善与年龄相关的空间学习记忆损伤。这项工作得到了DyDoDRINCO和日本科学技术振兴机构（JST基金编号JPMJPF2017）的支持。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398837.htm

科学家发现致命脑癌的隐藏弱点

科学家发现致命脑癌的隐藏弱点这些发现发表在《自然》杂志上，为研究这种连最先进、最复杂的抗癌药物都无法治愈的疾病提供了一个充满希望的新方向。神经外科医生、医学博士肖恩-赫维-朱珀（ShawnHervey-Jumper）说："胶质母细胞瘤需要一场胜利，"他与博士后学者萨里莎-克里希纳（SarithaKrishna）博士共同领导了这项研究。"这项研究为这些患者打开了一扇通往治疗可能性的大门，也为脑癌的研究提供了一种新思路。"在赫维-朱珀开始研究时，科学家们最近发现脑肿瘤是由一个正反馈循环推动的。它始于癌细胞产生可作为神经递质的物质。这种"额外"供应的神经递质刺激神经元变得亢奋，进而刺激癌细胞的生长。在先前对小鼠和脑器质性组织（在培养皿中培养的人类干细胞衍生出的神经元小束）所做研究的基础上，赫维-朱珀重点研究了脑癌的反馈回路对人类行为和认知的影响。研究小组招募了等待胶质母细胞瘤手术的志愿者，他们的肿瘤已经浸润了控制语言的大脑区域。就在对肿瘤进行手术之前，赫维-朱珀在语言区域表面放置了一个由微小电极组成的网格，向志愿者展示图片，并让他们说出所看到的内容。研究小组随后将结果与同一参与者大脑中外观正常的非肿瘤区域进行了比较。他们发现，参与者被肿瘤浸润的大脑区域使用了更广泛的大脑区域神经网络来识别他们所看到的东西。癌症是细胞之间的对话赫维-朱珀将此归因于大脑该区域信息处理能力的退化。他把这比作一个交响乐团，音乐家们同步演奏才能奏出美妙的乐章。他说："如果你失去了大提琴和木管乐器，剩下的演奏者就无法像以前那样演奏乐曲了。被肿瘤束缚住的脑细胞受到了严重破坏，必须从更远的地方招募其他脑细胞来完成原本由较小区域控制的任务。"这项研究表明，正是细胞之间的这种相互作用导致了与脑癌相关的认知能力下降，而不是科学家们所认为的炎症和肿瘤生长带来的压力。Hervey-Jumper说："脑肿瘤并不只是坐在那里等死。它受到神经系统的调节。它正在与周围的细胞进行对话，并积极融入大脑回路，重塑它们的行为方式"。我们从未以这种方式思考过癌症现在，研究人员知道肿瘤正在利用大脑网络。因此，他们转而使用加巴喷丁，这种药物通过抑制大脑中过剩的电活动来控制癫痫发作，并在接种了人类胶质母细胞瘤细胞的小鼠中进行测试。"加巴喷丁实际上阻止了肿瘤的扩大，"克里希纳说。"这让我们希望，将加巴喷丁与其他胶质母细胞瘤疗法结合使用，可以避免我们在患者身上看到的一些认知能力下降现象，或许还能延长他们的生命。"这些发现很可能会转化为其他神经癌症，如脊柱癌症，并可能有助于解释为什么大脑是许多癌症的第一个转移部位。Hervey-Jumper说，这项研究鼓励癌症专家考虑细胞间的通讯网络，如胶质母细胞瘤中的正反馈回路，并将其与遗传学和免疫学方法一起作为潜在的治疗目标。他说："我们以前从未以这种方式思考过癌症。"癌细胞和健康的脑细胞之间存在对话，这种想法是一种范式的转变"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373867.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373867.htm