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

耶鲁科学家找到了人类大脑前额叶皮层区域的独有特征

耶鲁科学家找到了人类大脑前额叶皮层区域的独有特征在2022年8月25日发表于《科学》杂志上的一篇论文中，耶鲁大学研究人员详细介绍了人类大脑前额叶皮层的独有特征。据悉，背外侧前额叶皮层（dlPFC）是灵长类动物独有的大脑区域，其在高阶认知能力方面起到了重要的作用。而借助单细胞RNA测序技术，研究人员分析了从成人、黑猩猩、猕猴、以及狨猴身上收集的数十万个dlPFC细胞中的基因表达水平。截图（来自：Science）论文资深作者、耶鲁大学Harvey&KateCushing神经学教授、兼比较医学/遗传学/精神病学教授NenadSestan表示：尽管当下我们将背外侧前额叶皮层（dlPFC）视作人类身份的核心组成部分，但仍不清楚它为何被人类所独有、并将我们与其它灵长类动物区分开来。好消息是，现在我们已经知悉了更多线索。为了回答这个问题，科学家们首先遍历了在人类或其它分析过的非人类灵长类物种中，是否也存在任何独特的细胞类型。在对具有相似表达谱的细胞进行分组后，研究人员发现了109种共享的灵长类细胞类型、且其中有五种并非所有物种所共有。其中包括一种仅存在于人类身上的小胶质细胞/大脑特异性免疫细胞，以及仅由人类和黑猩猩共享的另一种细胞。深入了解后，可以确定这种具有人类特异性的小胶质细胞类型，存在于物种的整个发育和成年期——表明这些细胞在维持大脑、而不是对抗疾病方面发挥了作用。NenadSestan教授补充道，与其他灵长类动物相比，人类生活在一个非常不同的环境中，有着独特的生活方式和神经胶质细胞。其中包括的小胶质细胞，对上述差异非常敏感——意味着该细胞类型可能代表了对环境的免疫反应。此外在对小胶质细胞基因表达的分析中，耶鲁科学家还发现了另一个人类特有的惊喜，那就是FOXP2基因的存在。这一发现引起了研究人员的极大兴趣，因为FOXP2的变体与言语运动障碍有关——这是一种让患者难以产生言语的疾病。另有研究表明，FOXP2与其它神经精神类疾病有关——比如自闭症、精神分裂症和癫痫。Sestan及其同事指出，在一部分兴奋性神经元中，该基因表现出了灵长类动物的特异性表达、但又在小胶质细胞中表现出了人类的特异性表达。该实验室的博士后助理兼研究合著者ShaojieMa总结道：几十年来，FOXP2引起了科学家们的浓厚兴趣，但我们迟迟没有知晓它是如何让人类具有这种区别于其它灵长类动物的独特性的。我们对FOXP2的新发现感到异常兴奋，因其开辟了语言和疾病研究的新方向。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312423.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1312423.htm

科学家发现常见的膳食补充剂可减少自然听力损失

科学家发现常见的膳食补充剂可减少自然听力损失他们最近在《PLOSBiology》杂志上发表的实验结果表明，植物甾醇补充剂能够替代损失的胆固醇，防止小鼠出现感觉功能障碍。内耳中的感觉细胞被称为外毛细胞（OHC），它们通过改变声音的长度来放大声音。随着年龄的增长，这些细胞会失去随声音伸展的能力，从而无法放大声音，导致与年龄相关的听力损失。由于胆固醇在伸展反应中起着关键作用，而且最近的研究表明大脑胆固醇会随着年龄的增长而减少，因此研究人员假设听力损失可能与OHC中胆固醇的损失有关。这一假设在小鼠身上得到了验证。首先，研究人员测量了内耳OHC中CYP46A1的含量，因为这种酶有助于分解和回收胆固醇。不出所料，他们发现老年小鼠内耳中的CYP46A1比年轻小鼠多，因此胆固醇含量也较少。接下来，他们用一种药物过度激活CYP46A1，诱导年轻小鼠出现听力损失（表现为内耳细胞输出异常），从而证明了因果关系。对照组、依非韦伦和依非韦伦加植物甾醇处理的小鼠OHC中Prestin的表达。图片来源：SoderoAO等人，2023年，PLOSBiology，CC-BY4.0最后，他们测试了增加大脑中的胆固醇是否能对抗药物。由于胆固醇本身无法从血液中进入大脑，研究人员使用了可以进入大脑的植物性胆固醇类化合物--植物甾醇。同时服用CYP46A1激活药物和摄入3周植物固醇的小鼠的OHC功能得到了改善。由于植物甾醇可以在许多非处方补充剂中找到，因此它们可能是防治老年性听力损失的一种便捷方法。不过，有必要在老年小鼠模型和人体中直接测试它们对听力损失的影响，然后才能得出更明确的结论。作者补充说："在本研究中，我们发现了以下几点：1）衰老会引发内耳感觉细胞中胆固醇的流失；2）一种广泛用于治疗艾滋病毒/艾滋病患者的逆转录病毒疗法会重现在老年人身上观察到的胆固醇流失现象，并导致外毛细胞功能受损；3）我们发现这些缺陷可以通过补充植物甾醇得到部分逆转。我们的研究结果非常有前景，因为它们首次提供了原则性证明，支持将补充植物固醇作为预防或治疗听力损失的一种可能方法。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379987.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379987.htm

科学家开发可注射的水凝胶 为预防胶质母细胞瘤复发提供希望

科学家开发可注射的水凝胶为预防胶质母细胞瘤复发提供希望据NewAtlas报道，胶质母细胞瘤是最致命的癌症形式之一，在手术切除后往往会复发。威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员现在已经开发出一种增强免疫力的水凝胶，可以在手术后注入大脑以清除剩余的癌症干细胞。胶质母细胞瘤的存活率是所有癌症中最低的，只有不到5%的患者在诊断后存活五年。这主要是因为这种脑癌在手术切除肿瘤后有复发的倾向，因为胶质瘤干细胞被留下来形成新肿瘤。该研究的通讯作者QuanyinHu说：“胶质母细胞瘤的一个特点是，肿瘤细胞非常具有侵略性，它们会渗透到周围的组织中。所以外科医生不能清楚地感觉到肿瘤和正常组织之间的界限，而且你不能尽可能多地切除，因为大脑中的所有组织都极其重要--你当然不希望切除太多。”但一种新的治疗方法可能有助于扭转局面。研究人员现在已经开发出一种含有药物的水凝胶，可以在手术后注射到肿瘤切除后留下的空间。在那里，它开始工作，“训练”免疫系统发现任何剩余的胶质瘤干细胞。该水凝胶含有纳米粒子，能够重新“编程”被称为巨噬细胞的免疫细胞，这些巨噬细胞在手术后充斥在该处。令人沮丧的是，肿瘤环境能使这些巨噬细胞转换阵营，因此它们帮助促进癌症生长并抑制免疫反应。该凝胶用纳米粒子来对抗这种情况，该粒子使巨噬细胞以CD133为目标，这是一种由癌症干细胞表达的蛋白质。这些逃逸的癌细胞试图通过“广播”信号来隐藏，告诉免疫系统不要吃它，因此水凝胶还包含一种被称为CD47的抗体，阻止该信号。在小鼠的测试中，该团队显示，水凝胶能成功生成嵌合抗原受体（CAR）巨噬细胞，专门针对胶质瘤干细胞。在手术后六个月的时间里，小鼠的脑癌没有复发。虽然这种水凝胶仍需要在更大的动物身上进行测试，然后才有可能在人类身上使用，但该团队表示，这项研究很有希望。它也可以被用来帮助治疗其他侵袭性实体肿瘤，如乳腺癌，再加上该团队最近开发的另一种防止癌症复发的水凝胶，人们可能很快就会有一些新的“武器”了。“在有可能转化为临床之前，我们还有很多工作要做，但我们感到有信心，这是一种非常有希望的方法，可以为胶质母细胞瘤患者带来新的希望，使他们在手术后能够康复，”研究人员说。“我们希望我们能做好工作，能够将这项技术推进到临床。”这项研究发表在《科学转化医学》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1302429.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1302429.htm

科学家开发出强大的AI算法 帮助应对致命的胶质母细胞瘤

科学家开发出强大的AI算法帮助应对致命的胶质母细胞瘤该图像显示了用于精确瞄准胶质母细胞瘤主激酶的SPHINKS网络。资料来源：AntonioIavarone,M.D.他们的研究在2月2日的《自然-癌症》杂志上有所描述，并可能对GBM（一种侵袭性的、通常是致命的脑癌类型）以及某些乳腺癌、肺癌和儿科癌症的未来治疗产生深远影响。西尔维斯特综合癌症中心副主任、该研究的资深作者、医学博士AntonioIavarone解释说："我们的工作代表了转化科学，为改变胶质母细胞瘤患者在临床上的常规管理方式提供了直接机会。算法为精准癌症医学提供了应用，给肿瘤学家提供了一个新的工具来对抗这种致命的疾病和其他癌症。"这种人工智能算法被称为SPHINKS--基于底物PHosphosite的激酶网络推断--部署了深度机器学习，以帮助研究人员识别和实验验证两种蛋白激酶（PKCd和DNAPKcs），作为与两种GBM亚型的肿瘤进展相关的罪魁祸首，并作为其他癌症的潜在治疗目标。蛋白激酶是目前用于精准癌症医学的关键目标，以根据病人的特定癌症特性进行治疗。研究人员将最活跃的激酶在他们的论文中称为"主激酶"，是那些临床医生直接使用靶向药物作为当前癌症治疗的标志的激酶。除了确定主激酶之外，Iavarone博士及其同事还使用了在实验室中从患者样本中生长出来的肿瘤器官-他们称之为"患者衍生的肿瘤化身"来证明干扰主激酶活性的靶向药物能够阻挠肿瘤的生长。此前，Iavarone博士和团队已经报告了一种新的胶质母细胞瘤分类，通过捕捉关键的肿瘤细胞特征，并根据GBM患者的生存可能性和他们的肿瘤对药物的脆弱性进行分组。在新的研究中，这些分类是通过几个全能学平台独立确认的：基因组学（基因）、蛋白质组学（蛋白质）、脂质组学（脂肪分子）、乙酰组学（表观遗传学）、代谢组学（代谢物）和其他。SPHINKS利用机器学习来完善这些omics数据集，并创建一个互动组--一套完整的生物互动--以确定每个胶质母细胞瘤亚型中产生异常生长和治疗抗性的激酶。这些发现表明，多组学数据可以产生新的算法，根据每个病人的胶质母细胞瘤亚型预测哪些靶向疗法可以提供最佳治疗方案。"我们现在可以根据不同omics之间共同的生物特征对胶质母细胞瘤患者进行分层，"Iavarone博士说。"仅仅阅读基因组是不够的。我们已经需要更全面的数据来确定肿瘤的脆弱性"。尽管在许多其他癌症方面取得了突破性进展，胶质母细胞瘤患者面临着令人沮丧的预后--五年生存率低于10%。尽管正在开发许多药物作为潜在的治疗方法，但临床医生一直需要一种方法来确定驱动每个病人疾病的分子机制，并适用于精准癌症医学。研究人员说，SPHINKS算法和相关方法可以很容易地被纳入分子病理学实验室。他们的论文包括一个临床分类器，可以帮助给每个病人分配适当的胶质母细胞瘤亚型。该团队还建立了一个在线门户来访问该算法。作者认为这种方法可以产生有洞察力的信息，使多达75%的胶质母细胞瘤患者受益。西尔维斯特中心生物化学和分子生物学教授、该研究的共同第一作者、医学博士AnnaLasorella说："这个分类器基本上可以在任何实验室使用。通过将全息信息导入门户网站，病理学家可以收到一个肿瘤、十个肿瘤的分类信息，无论他们导入多少个，这些分类可以立即应用于病人护理"。虽然SPHINKS首先在胶质母细胞瘤上测试，但该算法同样适用于其他几种癌症。该团队在乳腺癌、肺癌和小儿脑瘤中发现了相同的癌症驱动激酶。Iavarone和Lasorella博士及其同事认为这一发现可能是一种新型临床试验的动力。"我们正在探索篮子试验的概念，"Iavarone博士解释说，"这将包括具有相同生物亚型但不一定是相同癌症类型的患者。如果胶质母细胞瘤或乳腺癌或肺癌患者具有类似的分子特征，他们可以被纳入同一个试验中，与其为一种药物做多次试验，我们可以进行一次联合试验，并有可能更快地将更多有效的药物带给更多的患者。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342375.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342375.htm

科学家从干细胞中创造出类似人类胚胎的模型

科学家从干细胞中创造出类似人类胚胎的模型但这一关键时期在很大程度上仍未被科学家和医生研究，因为胚胎仍然太小，无法在活体患者身上观察。接受试管婴儿的病人的捐赠可用于研究，但供应有限，而且要遵守严格的伦理法规。现在，剑桥大学和加州理工学院的科学家们已经开发出了新的人类胚胎3D模型，该模型由干细胞培育而成，以一种可以在实验室中轻松研究的方式模拟了第9天和第14天之间的发育。这个窗口以前只能在动物细胞中研究。图为由干细胞培育出的人类胚胎样模型在发育的第四天。该研究的主要作者MagdalenaZernicka-Goetz教授说："我们的人类胚胎样模型完全由人类干细胞创建，使我们能够在通常情况下由于小胚胎植入母亲的子宫而被隐藏的阶段看到发育结构。这一令人兴奋的发展使我们能够在一个模型系统中操纵基因以了解它们的发育作用。这将让我们测试特定因素的功能，这在自然胚胎中很难做到"。这些模型包含制造人类胚胎所需的大部分细胞，包括最终将形成自己的精子或卵子的生殖细胞的前体。它们还包含支持胚胎的细胞，包括那些继续形成胎盘、卵黄囊和羊膜囊的细胞。然而，出于道德原因，这些模型被制成缺少大脑和心脏跳动的细胞，因此它们不能发育到14天以上。这是为了遵守目前在实验室中培养人类胚胎的法律限制。这一里程碑是Zernicka-Goetz和她的团队十年来逐步改进小鼠胚胎模型的工作成果。其他研究人员，包括来自以色列魏茨曼科学研究所的一个团队，也将小鼠胚胎模型推到了心脏细胞跳动的程度。多个团队在这一领域的工作不断增加，可能有助于提高寻求受孕的夫妇的存活率，更好地治疗遗传疾病，以及用于移植的实验室培育的器官。这项新研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367837.htm