介導(dǎo)人體觸覺感知的精巧分子機器結(jié)構(gòu)與機制

清華大學(xué)藥學(xué)院肖百龍課題組與生命科學(xué)學(xué)院李雪明課題組合作，開展了哺乳動物觸覺感知離子通道Piezo2的結(jié)構(gòu)與機械門控機制研究。相關(guān)成果發(fā)表于Nature。觸覺作為五感之一，不僅賦予我們感知握手、輕撫、親吻等愉悅性觸碰以維持正常社交行為的能力，而且承擔(dān)著人類能夠熟練使用各種工具譬如觸摸屏手機或鼠標(biāo)的生物學(xué)基礎(chǔ)。而在組織損傷或炎癥等病理情況下，觸覺感知功能的異?？梢詫?dǎo)致嚴(yán)重的機械超敏痛。研究團隊報道了賦予人類自身觸覺感知能力的機械力分子受體：Piezo2離子通道的高分辨率的冷凍電鏡三維結(jié)構(gòu)和精巧工作機制。

a，Piezo2的冷凍電鏡示意圖，其中每一個亞基用不同的顏色表示；b，三個向外扭曲的跨膜槳葉區(qū)圍成的穹頂狀結(jié)構(gòu)示意圖，綠色虛線所標(biāo)記的為跨膜區(qū)；c，含38次跨膜區(qū)的Piezo2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；d，Piezo2一個亞基結(jié)構(gòu)組成展示圖；e，Piezo2中心孔道模塊區(qū)；f，由IH-CTD圍繞而成的Piezo2與Piezo1的中心孔道區(qū)；g，Piezo2與Piezo1中心孔道區(qū)的半徑分布圖，包含跨膜區(qū)開關(guān)閘門(TM gate)以及胞內(nèi)區(qū)狹窄頸部(Constriction neck)；h，缺失帽子區(qū)的Piezo1與Piezo2突變體缺失機械刺激誘發(fā)的電流。（圖片來源于清華大學(xué)新聞網(wǎng)）

嗎啡獎賞作用神經(jīng)機制

復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院馬蘭教授團隊發(fā)現(xiàn)嗎啡能協(xié)同激活大腦皮層中兩類不同的中間神經(jīng)元，造成抑制性神經(jīng)環(huán)路的持續(xù)失活，從而揭示了嗎啡等成癮性藥物產(chǎn)生強烈獎賞和依賴作用的神經(jīng)機制。研究論文發(fā)表于Molecular Psychiatry。嗎啡能激活PV中間神經(jīng)元上的μ-阿片受體，直接減弱對興奮性神經(jīng)元的抑制，嗎啡還同時通過激活SST中間神經(jīng)元上的δ-阿片受體，增強其對PV神經(jīng)元的抑制，削弱PV對興奮性神經(jīng)元的抑制。嗎啡通過作用于兩種中間神經(jīng)元上不同的阿片受體，協(xié)同調(diào)控抑制性微環(huán)路，削弱前邊緣大腦皮層對興奮性神經(jīng)元的抑制性輸入，使其持續(xù)去抑制，從而產(chǎn)生異常強烈獎賞作用的機制。

腦損傷激活膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)元研究進展

中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）、上海腦科學(xué)與類腦研究中心、神經(jīng)科學(xué)國家重點實驗室何杰研究組開展了腦損傷激活斑馬魚視頂蓋放射狀膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞周期進入隨機性及命運決定機制研究。研究論文發(fā)表于eLife。斑馬魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)在損傷后具有強大的神經(jīng)再生能力，因此斑馬魚近年來被用作研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)再生機制的重要動物模型。分析表明激活態(tài)的膠質(zhì)細(xì)胞是以一個固定概率進入細(xì)胞周期轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋硲B(tài)。損傷過程中膠質(zhì)細(xì)胞存在不同細(xì)胞狀態(tài)：靜息態(tài)、激活態(tài)、增殖態(tài)。損傷引起損傷位點下方所有靜息態(tài)放射狀膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顟B(tài)，但只有25%激活態(tài)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋硲B(tài)。

腹側(cè)海馬的Parvalbumin陽性中間神經(jīng)元具有社交“辨別器”作用

中國科學(xué)院心理健康重點實驗室郭建友、梁璟等人的研究展示了海馬中間神經(jīng)元在社交記憶中的角色。研究論文發(fā)表于PNAS（美國科學(xué)院院刊）。如果選擇性地阻斷腹側(cè)海馬CA1區(qū)域的PV神經(jīng)元的突觸傳遞，會干擾小鼠對熟悉動物和陌生動物的辨別。光遺傳實驗發(fā)現(xiàn)這一紊亂主要發(fā)生在社交記憶的提取階段，如果主動用光遺傳來興奮PV神經(jīng)元，會導(dǎo)致小鼠將熟悉的同類錯當(dāng)成陌生的同類。在體光纖熒光測定證實了上述結(jié)果。PV神經(jīng)元在社交記憶的提取/再認(rèn)階段中起了重要作用，其活動是動物分辨熟悉/陌生同類，尤其是將陌生同類從群體中識別出來的重要機制。

利用腦電和經(jīng)顱交流電刺激技術(shù)揭示視覺特征綁定的神經(jīng)機制

北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院、麥戈文腦科學(xué)研究所、生命科學(xué)聯(lián)合中心方方教授課題組借助腦電圖記錄和經(jīng)顱交流電刺激的方法探討了alpha振蕩在視覺特征綁定過程中的關(guān)鍵作用，嘗試揭示了特征綁定的神經(jīng)機制。研究論文發(fā)表于PNAS（美國科學(xué)院院刊）。不同的振蕩屬性對應(yīng)著在特征綁定過程中表現(xiàn)出的不同行為模式，提示alpha振蕩與特征綁定過程的相關(guān)關(guān)系。經(jīng)顱交流電刺激（tACS）的方法，對個體的神經(jīng)振蕩模式進行調(diào)制，結(jié)果均與之前的相關(guān)分析相符，從而直接證明了alpha振蕩在顏色—運動特征綁定過程中起到的因果性作用。

腦電設(shè)備和經(jīng)顱交流電刺激儀示意圖。（圖片來源于北京大學(xué)新聞網(wǎng)）

腦電（EEG）實驗結(jié)果。（圖片來源于北京大學(xué)新聞網(wǎng)）

腸道菌群有助老年癡呆早期診斷

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科教授陳生弟團隊關(guān)于阿爾茨海默?。ˋD）及輕度認(rèn)知障礙（MCI）腸道菌群演化的研究，揭示腸道菌群檢測或有助于早期診斷老年癡呆癥。相關(guān)研究近日發(fā)表于國際醫(yī)學(xué)雜志《阿爾茨海默病和癡呆》。該研究從臨床角度證實，腸道菌群確實參與人類AD的早期發(fā)病過程。AD患者糞便微生物菌群的多樣性顯著低于正常對照，但與MCI患者相似?？刂颇挲g、性別和便秘等混雜因素后，AD及MCI患者6個菌屬的豐度增加，5個菌屬的豐度減少。進一步的研究證實，MCI患者腸道微生物菌群與AD患者存在相似改變，腸桿菌屬和乳酸菌屬增加，擬桿菌屬減少。

人類自閉癥靈長類動物模型的研究進展

中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院項鵬教授、柯瓊副教授研究團隊與深圳先進院腦認(rèn)知與腦疾病研究所、美國麻省理工學(xué)院、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等團隊合作，應(yīng)用CRISPR/Cas9技術(shù)成功制備出新型模擬人類自閉癥SHANK3基因突變的靈長類動物模型，并獲得基因突變后代。研究論文發(fā)表于Nature。靈長類動物模型重現(xiàn)了人類自閉癥譜系障礙（Phelan-McDermid綜合征）的臨床癥狀：突變猴表現(xiàn)出睡眠障礙，運動缺陷和重復(fù)刻板行為增加，以及社交和學(xué)習(xí)障礙。功能磁共振成像的數(shù)據(jù)分析揭示了大腦局部和全局連接模式的改變，指示神經(jīng)環(huán)路異常。該模型的建立為解析自閉癥發(fā)病機理以及發(fā)展臨床干預(yù)方法奠定了重要基礎(chǔ)。

抑制控制的神經(jīng)可塑性的個體差異

北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點實驗室郭桃梅教授課題組發(fā)現(xiàn)短期的抑制控制訓(xùn)練有助于提高抑制控制能力較低的個體的神經(jīng)效率，揭示了抑制控制功能的神經(jīng)可塑性的個體差異。研究論文發(fā)表于Brain Structure and Function。抑制控制是日常生活中很重要的一項基礎(chǔ)認(rèn)知能力，指的是個體在完成一個目標(biāo)的過程中需要抑制正在進行中的或者有強烈傾向性的不恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。比如當(dāng)我們飛奔向地鐵車廂時，如果警示車門即將關(guān)閉的提醒突然響起，我們就需要及時停下急匆匆的腳步。研究揭示了抑制控制能力的神經(jīng)可塑性的個體差異，為今后抑制控制訓(xùn)練研究或?qū)嵺`的開展和實施提供了依據(jù)。