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173卷第5期研究论文概要 2018年5月17日 Cell-宝泰克生物科技

173卷第5期研究论文概要 2018年5月17日 Cell-宝泰克生物科技

Blocking Neuronal Signaling to Immune Cells Treats Streptococcal Invasive Infection
通过阻断免疫细胞的神经信号来治疗链球菌所导致的侵袭性感染
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.006
化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes)是导致严重的食肉病(flesh-eating disease)的主要原因。食肉病也被称作坏死性筋膜炎(necrotizing fasciitis),在美国每年多达1200人患上这种疾病,全世界有200000人患上这种疾病。虽然比较罕见,但是这种感染深入皮肤下层,并进入结缔组织和肌肉中,难以迅速诊断和治疗,而且能够迅速致命。那么,是什么促使这种细菌逃逸人体的免疫防御机制并造成如此巨大的组织损伤?
在本文的研究中,来自美国哈佛医学院的微生物学与免疫学助理教授Isaac Chiu博士和其他研究人员以小鼠为研究对象,对化脓性链球菌的自我保护机制提供了有趣的见解,并指出了几种遏制它的新方法。他们指出为了确保存活下来,这种细菌劫持神经元并利用在损伤或感染期间神经系统与免疫系统之间发生的正常通信。这项研究还提出了两种不同的涉及神经调节的方法来避免疾病并治疗小鼠中的这些感染。如果这些方法在大型动物和人类中也能成功地得到证实,那么这些方法可用于阻止这种细菌的危险性迁移,防止广泛感染并阻止疾病进展。
当身体受伤时,神经系统开始起作用。神经元发送两个单独的信号。其中的一个信号进入大脑,告诉它哪里出现差错,从而触发疼痛感。另一个信号进入免疫系统,告诉它远离。这个“远离”信号起着重要的保护作用。在组织损伤或外伤的情况下,过度活跃的免疫系统当调动一群抵抗疾病的细胞时会对健康组织造成严重的附带损伤。为了阻止这种免疫混乱,神经元能够发送化学信号告诉免疫系统制止它的攻击性细胞三哥田螺。这些研究人员发现导致食肉病的这种细菌正是利用这两个系统之间交谈的一个正常部分来避免免疫破坏。
在这项研究中,Chiu及其同事们给小鼠注射了来自遭受侵袭性链球菌感染的患者的细菌菌株。实验表明细菌毒素链球菌溶血素S(streptolysin S)是引发疼痛和随之而来的神经元内部的免疫沉默级联反应的关键催化剂。随后发现链球菌溶血素S一旦与神经元接触,便促使它们向大脑发出疼痛信号,提醒它哪里发生差错,与此同时诱导TRPV1神经元释放神经递质CGRP(calcitonin gene-related peptide, 降钙素基因相关肽)来抑制免疫系统,抑制嗜中性粒细胞招募及其杀菌活性。
研究人员还对小鼠进行了肉毒杆菌神经毒素A(botulinum neurotoxin A)注射,吴正元 在这种神经阻断物质注射一周后,这些小鼠被这种致病菌感染。与未接受这种神经阻断物质注射的小鼠相比,这些经过这种预处理的小鼠仅产生极小的伤口,从未进展为全面的疾病。最后光明随心订,这些研究人员利用一种可注射的或可吞服的CGRP阻断分子治疗小鼠来阻断CGRP的免疫抑制活性。这种治疗使得免疫细胞不理会神经元发出的“远离”信号,从而成功地阻止遭受这种致病菌感染的小鼠发生坏死性筋膜炎扩散。本文为本期Cell的封面文章。(红生 佩璇)
The Egyptian Rousette Genome Reveals Unexpected Features of Bat Antiviral Immunity埃及果蝠基因组揭示蝙蝠抗病毒免疫的意外特征
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.070
蝙蝠能够携带许多病毒,其中包括一些能带给人体极度伤害的病毒。为了识别人类和蝙蝠之间抗病毒机制的差异,本文对埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)的基因组进行了测序,组装及分析。埃及果蝠是马尔堡病毒的天然储库,也是所有丝状病毒已知的唯一储库。本文通过研究,发现了扩展和多样化了的KLRC / KLRD家族的天然细胞受体杀手,MHC I类基因和I型干扰素,这些基因与其他哺乳动物的对应基因的功能有着显著的不同。研究还发现蝙蝠免疫力关键组成部分间存在协同进化的现象,这种协同进化表明蝙蝠可能具有新的抗病毒防御模式。另外,通过对这些基因的功能的评估表明,蝙蝠中可能存在抑制性免疫状态。根据本文的研究结果,作者巴夫洛维奇及相关研究人员推测,这种病毒导致的蝙蝠无症状而人类致病的关键机制不是抗病毒防御能力提高的结果而可能与病毒感染的耐受性有关。(子聪 文妮)
Fetal Neuropathology in Zika Virus-Infected Pregnant Female Rhesus Monkeys
被寨卡病毒感染的妊娠期恒河猴的胎儿神经病理学研究
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.019
非人类灵长类动物模型建立困难限制了防治先天性寨卡综合征(CZS)的发展。为探究怀孕猕猴的感染是否会引起相似的胎儿神经病理现象,研究人员利用近期在巴西流行的寨卡病毒(ZIKV-BR)感染了9只雌性猕猴,其中6只处于怀孕早期(6-7周),3只稍晚一些(12-14周。结果发现有1只母猴流产,其余8只幸存。6只早期怀孕的猴子全部出现母体病毒血症和胎儿神经病理症状,包括病态妊娠、脑容量较小还有脑组织损伤。该发现与以前的研究结果一致,病理损伤与胎盘绒毛的二次伤害有关。在分娩之后,所有的母猴的脾脏和淋巴结处都可检测到该病毒,另在胎盘和其他组织中也检测到了少量的病毒。本研究表明,血管损害和神经祖细胞功能障碍是CZS发病机制的标志,为寨卡病毒的预防和治疗提出了新策略。这些数据为CZS的发病机理提供了新的见解,有助于加快疫苗和其他针对这种疾病的疗法的发展。(子聪 姜元)
Dietary and Microbial Oxazoles Induce Intestinal Inflammation by Modulating Aryl Hydrocarbon Receptor Responses
来自膳食和微生物的恶唑通过调节芳香烃受体的应答引发肠道炎症
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.037
炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)是一种原因复杂的疾病。病发原因与遗传和环境等多种因素有关,流行病学强调其发病机制可能涉及宿主与某些不明环境因素的相互作用。阐明环境中与其相关分子的详细作用是了解IBD发病机制的重大挑战之一。
哈佛医学院的Richard S. Blumberg小组在本期cell发表研究结果,表明膳食、微生物和工业来源的恶唑结构化合物能引起肠道炎症。文章指出,恶唑酮及其相关化合物中的恶唑结构能诱导肠道上皮细胞(IECs)产生CD1d依赖性肠道炎症。CD1d是组织相容性复合物(MHC)I类相关分子,恶唑结构通过调节CD1b在IECs上的脂质抗原呈递,来诱导产生天然杀伤T细胞(NKT)依赖性肠道炎症。正常情况下,IEC通过微粒体甘油三脂转运蛋白(MTP)的介导产生CD1d限制性IL-10(CD1d-restricted production of IL-10)来产生粘膜保护作用。当暴露于恶唑化合物(来源于饮食,微生物或其他环境来源)时,色氨酸衍生代谢产物(犬尿酸,黄尿酸等)生成,通过芳基烃受体(AhR)减弱了CD1d限制性反应,而IL-10的减少导致炎症反应的发生。
在此研究中,研究人员将含有恶唑结构的化合物称为OxCs(oxazole-containing compounds),将其归为一类新的具有炎症诱导潜力的环境因子,并阐明了其引发炎症的分子机制。通常,对疾病相关的天然或合成的化学物质的研究及评估一般难以明确,所以这些结果对于理解IBD等粘膜疾病的环境基础具有重要的意义。(海司 苏昂)
Vitamin D Switches BAF Complexes to Protect β Cells
维生素D通过转换BAF复合物保护β细胞
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.013
导致2型糖尿病(T2D)主要原因是由于炎性应激和胰岛素抵抗引起的β细胞功能障碍。而T2D的治疗挑战就是:防止糖尿病条件下的β细胞耗尽。来自索尔克研究所的研究人员通过研究开发了一种潜在的方法,通过保护机体胰腺中的β细胞来有效治疗糖尿病。胰腺中的β细胞能够产生、储存并且释放胰岛素,当其功能失调时就无法制造胰岛素来控制机体的血糖水平,从而就会有害机体健康,甚至会诱发个体死亡。文章中,研究人员利用维生素D实现了他们治疗糖尿病的目标,他们对细胞模型和小鼠模型进行研究发现维生素D受体(VDR)是炎症和β细胞存活的关键调节剂。溴结构域蛋白BRD7和BRD9,可替代识别VDR中的乙酰化赖氨酸,从而分别指示与PBAF和BAF染色质重塑复合物的结合现象。在机制上,配体促进VDR与PBAF的结合,从而影响全基因组中的染色质和增强子的活性,进而导致抗炎反应的发生。重要的是,在T2D模型小鼠中,BRD9的药理学作用抑制了PBAF与VDR结合,修复了β细胞损伤,进而改善高血糖症。这些研究揭示了一种未被认识的VDR依赖性转录程序,其支持β细胞存活,并将VDR:PBAF / BAF关联鉴定为T2D的潜在治疗靶标。
本文研究发现将会对科学家们后期的研究产生深远的影响,研究者所鉴别出的特殊机制或能转化成为临床中新型疗法的药物靶点。(元竹 郁彪)
Co-optation of Tandem DNA Repeats for the Maintenance of Mesenchymal identity
串联DNA重复序列参与间充质细胞特性的维持
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.081
基因中的串联重复序列(TRs)是由DNA复制过程中的错误而产生,具有高度的不稳定性,而这种不稳定性基本上使其难以被整合到基因的调控网络中去。但是,一种可以被转录因子识别的DNA基序可以将TRs转化为功能性的顺式作用元件,使其在基因组中的存在具有一定的稳定性。
来自意大利欧洲肿瘤研究所的Gioacchino Natoli及其团队致力于炎性基因表达的分子调控和连接慢性炎症和癌症发展的表观遗传机制的研究。他们在本期《Cell》中发文报道了人类细胞中的一种转录抑制因子ZEB1,这种因子可以通过抑制上皮性的基因和miRNA来促进间充质细胞特性的维持。ZEB1会占据TRs中所包含的,包括维持内皮细胞特性相关的基因组位点的几十个DNA结合基序的拷贝。这种TR的缺失会引起类间充质癌细胞重新获取上皮细胞特性,这一发现可以部分解释ZEB1基因敲除后的变化。
总的来说,TRs内高密度的相同基序将变身为适于募集转录抑制因子的平台,从而强化了其进入顺式作用元件调控网络的扩展适应性。(侃侃 周林)
The Energetics and Physiological Impact of Cohesin Extrusion
粘连蛋白挤出过程的动能学和生理影响
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.072
在建立哺乳动物基因组结构的过程中,人们认为粘连蛋白的挤出过程起着核心作用。然而,在体内挤压作用还尚未实现可视化。因此,其功能上的影响和动能学作用仍然是未知的。本文使用超深的Hi-C处理,发现循环域的形成过程需要内聚体ATP酶的作用。然而,一旦形成,循环和隔室在没有能量输入的情况下可维持数小时。值得注意的是,在没有ATP的情况下,作者观察到数百个独立于CTCF的环路出现,这些环路均与调控DNA连接。作者还确定了其架构的'条纹',其中一个循环锚点与整个域高频交互。“条纹”通常将超级增强子连接到同源启动子上,并且在B细胞中促进Igh转录和重组。条纹锚是拓扑异构酶介导的损伤的主要发生热点,其可以促进染色体易位和癌症。在浆细胞瘤中,“条纹”可以使Igh-易位的癌基因失调。本文的研究表明高等生物可以通过粘连蛋白的挤压来增强转录和重组,从而影响肿瘤的发展。(侃侃 向阳)
Structure of Telomerase with Telomeric DNA
端粒DNA结合状态下的端粒酶结构解析
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.038
近日来自加利福尼亚大学大学的研究人员解析了带有DNA链的端粒酶的结构。端粒酶是一种RNA——蛋白质复合体(RNP),它利用端粒酶逆转录酶(TERT)和完整的模板端粒酶RNA(TER),在染色体末端延伸telomeric DNA。它的活动是人类健康的一个关键决定因素,它影响着衰老、癌症和干细胞的更新。缺乏端粒酶的原子模型,尤其是带有DNA链的端粒酶,限制了我们对端粒DNA重复合成的理解。本文报告的是活性四膜虫端粒酶与端粒DNA相结合的4.8?分辨率冷冻电镜结构。催化核心是一种错综复杂的TERT和TER的结构,包括一个以前没有获得结构的TERT结构域,它与10个结构域相互作用,物理上封闭TER并调节活性。端粒酶催化核心的这一完整结构及其与端粒DNA与端粒相互作用的p50 - TEB复合物的相互作用提供了对端粒酶装配和催化循环的新视角以及逆转录酶RNP的新范例。(泓明 真莹)
Cryo-EM structure of human Dicer and its complexes with a pre-miRNA substrate
人源核酸内切酶 Dicer 蛋白与 Dicer-pre-miRNA 复合体的冷冻电镜结构
https://doi:10.1016/j.cell.2018.03.080
清华大学生命学院、清华 - 北大生命科学联合中心、北京市结构生物学高精尖创新中心王宏伟教授研究组利用冷冻电镜技术首次报道了人源核酸内切酶 Dicer 蛋白的全长高分辨率结构,同时还报道了人源核酸内切酶Dicer 蛋白结合一种小RNA前体pre-let-7 底物的两种不同结构状态。本文使用的冷冻电镜技术获得2017年的诺贝尔化学奖,该技术能够专门对生物大分子进行高清照片的拍摄并且获得3D立体结构,近年来为生物结构学的发展提供了重要的支撑。
miRNA 成熟需要一种核酸内切酶,我们称之为 Dicer 的蛋白。有趣的是,人体内只有一个拷贝的核酸内切酶 Dicer 基因, 表达唯一的一种人源核酸内切酶 Dicer 蛋白,然而却负责人体内绝大部分微小 RNA 的形成。因此干支魂 ,核酸内切酶 Dicer 蛋白在人体细胞起到了至关重要的作用。核酸内切酶 Dicer 蛋白是一种只切割双链 RNA 底物的内切酶,分子量大小约为 220 kDa,由多个结构域组成。遗憾的是, 人源核酸内切酶 Dicer 蛋白的整体三维结构一直没有得到解析,人源核酸内切酶 Dicer 蛋白是如何精确加工这些微小 RNA 前体的机制至今仍然不清晰。人源核酸内切酶 Dicer 蛋白一直没有获得高分辨率三维结构的主要原因有几点:1.人源核酸内切酶 Dicer 蛋白约为 220 kDa,对于运用晶体学来获得三维结构来说,分子量比较大,很难结晶;2.对于运用单颗粒重构的方法来获得高分辨率三维结构来说,其分子量又相对较童小芯小;3.核酸内切酶 Dicer 蛋白三维结构呈 L 型,没有对称性,在冰中分布多为长条型孙全洪 ,衬度低,分布不均匀,有优势取向,对单颗粒三维重构形成了很大的技术障碍。
过去十年的时间里,王宏伟以及其他课题组都尝试运用单颗粒电镜的方法去解析人源核酸内切酶 Dicer 蛋白的三维结构。经过不断地摸索,研究组解决了蛋白质样本准备、冷冻样本制备、数据收集及处理等多方面的技术难题,最终采用从哺乳动物 293F 细胞系中共表达蛋白复合体,亲和层析分离纯化蛋白质,采用纯金或者镀金载网制备出了分布较为均一、优势取向相对较少的冷冻电镜样品,并获得了人源 Dicer 及其辅因子蛋白 TRBP 复合体的高分辨率三维结构,首次解析了人源核酸内切酶 Dicer 蛋白的高分辨率整体结构,阐明了核酸内切酶 Dicer 蛋白中各结构域的精确三维分布及结构域之间的空间关系。(佳欢 铂彦)
Pseudouridylation of tRNA-Derived Fragments Steers Translational Control in Stem Cells
tRNA源片段的假尿苷化引导干细胞的翻译控制
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.008
活体生物RNA表观遗传修饰类型中最丰富和常见的是假尿苷化(Ψ)。然而,Ψ的生物学作用还是知之甚少。瑞典隆德大学的Nicola Guzzi等在本文展现了一个Ψ驱动的转录后程序,这个程序可以控制早期胚胎发生过程中的翻译步骤来影响干细胞作用。机制上则是Ψ的“编写者”PUS7修改并激活了一个新的tRNA衍生的小片段(tRFs)网,靶向翻译起始复合体。胚胎干细胞中PUS7的失活会影响tRF介导的翻译调控,导致蛋白质生物合成的提升和胚层的缺失。值得注意的是此转录后调节环路的失调损害了造血干细胞的作用,并且这一现象在人类骨髓增生异常综合征的侵略性亚型中常见。本文的发现揭示了Ψ在引导干细胞的翻译控制方面的关键作用典典瓷砖,它对发育和疾病有重大意义。本文的主要结论为:干细胞富含Ψ合成酶PUS7,控制蛋白质合成和细胞生长;PUS7结合不同tRNA,控制tRNA衍生的片段(tRFs)生物合成;PUS7-介导的Ψ利用特异tRFs (mTOGs)阻抑干细胞中的翻译;PUS7和mTOGs缺失影响早期胚胎生成和造血作用。(红生 昕薇)
Structural Insights into Non-canonical Ubiquitination Catalyzed by SidE
由SidE催化的非经典泛素化过程的结构探索
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.023
泛素化是真核生物中最重要的信号传导机制之一,是指泛素(一类低分子量的蛋白质)分子在一系列特殊的酶作用下,将细胞内的蛋白质分类,从中选出靶蛋白分子,并对靶蛋白进行特异性修饰的过程。常规泛素化是由保守的E1-E2-E3三级酶联以ATP依赖性方式进行,最终使得泛素的C-末端与受体赖氨酸残基之间形成一个异肽键。
本文作者从肺嗜血杆菌(Legionella pneumophila )新鉴定出一类效应蛋白SidE家族,这类蛋白可以通过非常规泛素化机制而不依赖于E1-E2酶联方式使一些人源蛋白质发生泛素化。该文章报道了SidE蛋白与泛素、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和ADP-核糖结合之前和之后的晶体结构神女峰的迷雾,从而深入了解SidE与配体结合前后的构象变化。
SidE家族蛋白包含四个结构域:DUB结构域、磷酸二酯酶结构域(PDF)、ADP核糖基转移酶结构域(mART)和卷曲螺旋结构域(CC)。文章揭示了SidE催化mART结构域和PDE结构域识别泛素配体的独特机制,文章指出mART结构域能够将辅助因子NAD的ADP-核糖部分共价结合到泛素的R42残基从而形成激活的ADP-核糖基化泛素(ADPr Ub)中间体,该中间体随后被PDE结构域催化,释放磷酸核糖基化物即泛素部分,最后附着在底物蛋白的丝氨酸残基上。该文章为这种非经典泛素化的分子机制提供了新见解。(梦静 玲玉)
The Structure of the Necrosome RIPK1-RIPK3 Core, a Human Hetero-Amyloid Signaling Complex
人异源淀粉样信号复合物RIPK1-RIPK3坏死小体的结构研究
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.032
RIPK1-RIPK3坏死小体是一种淀粉样蛋白信号传导复合物,可以启动TNF诱导的细胞程序性坏死,在人类免疫反应、癌症和神经退行性疾病(如阿尔茨海默症和ALS)中起着重要作用。RIPK1和RIPK3通过它们的RIP同型相互作用基序与IQIG(RIPK1)和VQVG(RIPK3)的共有序列相关联。研究团队使用固态核磁共振众夫盈门,确定了RIPK1-RIPK3的高分辨率结构(异源淀粉样蛋白的第一个详细结构)。RIPK1和RIPK3交替堆叠(RIPK1、RIPK3、RIPK1、RIPK3等)形成异型β折叠。两个这样的β折叠沿着一个紧密的疏水界面结合在一起,其特征在于Ser(来自RIPK1)和Cys(来自RIPK3)的交替。四残基RIPK3共有序列的晶体结构与由NMR测定的结构一致。本研究从结构的角度阐释了RIPK1-RIPK3复合物激活细胞程序性坏死的分子基础。结果表明,具有RHIM结构域的蛋白,都能高聚成纤维,并可阻断RIPK3介导的细胞坏死。因此,异源淀粉样复合物可能在天然免疫应答中起着十分重要的功能作用,最终介导不同的细胞命运如细胞死亡、NF-kB转录激活等。(艾诗乐戎)
Disease-Causing Mutationsin the G Protein Gαs Subvertthe Roles of GDP and GTP
G蛋白中Gαs的致病突变破坏了GDP和GTP的作用
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.018
癌症相关研究发现,G蛋白(异源三聚体组成)中的鸟嘌呤核苷酸结合蛋白(Gαs)经常发生突变(R201C)。Gαs蛋白是由GNAS基因编码,在膜结合受体和细胞内效应器之间起信号传递的作用。之前的获能研究中指出,Gαs蛋白R201的突变导致GTP酶失去活性,无法调控关闭GDP的活性(状态)。
来自美国加州大学旧金山分校细胞与分子药理学院、霍华德·休斯医学研究所以及加利福尼亚大学伯克利分校化学院等研究人员合作进行了本文的研究。通过蛋白表达与纯化,高效液相色谱法以及凝胶过滤等方法,发现Gαs蛋白R201C的突变可以绕开与GTP的结合,直接通过分子内的氢键与GDP结合,激活腺苷酸环化酶;同时发现Gαs蛋白R228C的突变可以破坏GTP的功能。Kevan M. Shokat等人的研究指出,疾病相关的Gαs蛋白基因突变会影响GDP与GTP的功能,这为药物靶标GDP提供了新的理论依据。(陆超小东)
The Neuropeptide Tac2 Controls a Distributed Brain State Induced by Chronic Social Isolation Stress.
慢性社会孤立应激诱导产生的弥漫性脑区状态受神经肽Tac 2调控
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.037
慢性社会孤立会对人类造成严重的心理影响,但目前关于他们的神经基础研究仍然知之甚少。实验结果表明两周(但非24小时全程)的社会孤立应激(SIS)能够引起小鼠的多种行为改变,并诱导大脑神经肽速激肽2(Tac2)/神经激肽B(NkB)的表达上调。Nk3R拮抗剂的全身给药阻止了慢性SIS产生的行为效应。相反,在表型SIS小鼠种群内增强NKB表达和释放能促进攻击性并将刺激锁定的防御行为转化为持久反应。对多个脑区Tac2 / NkB功能进行综合分析显示,多肽和其受体在不同的SIS诱导的行为改变中存在特异性。本文的主要结论为:慢性社会孤立应激(SIS)可导致脑区的广泛改变;SIS广泛上调多个脑区的Tac2/NkB;Tac2上调是SIS影响行为的充分和必要条件;NkB在不同脑区局部作用调节SIS影响的行为。(泓明 王赫)
Dissociable Structural and Functional Hippocampal Outputs via Distinct Subiculum Cell Classe
通过不同类型下托细胞实现可分离的结构性及功能性的海马区信号输出
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.031
海马区位于大脑丘脑和内侧颞叶之间,主要负责长时记忆的存储转换和定向等功能,是哺乳动物大脑结构中目前被研究最为详细的一个区域。近日来自Howard Hughes 医学院的研究人员对哺乳动物海马区的信号输出与结构做出了新的研究,并将成果发表在了本期《Cell》上。
哺乳动物海马区是由串联的子区构成的,参与不同的行为和认知功能。以往的研究已经假定了嵌入于海马子区的并行电信号通路可能是此类功能多样性存在的基础。在这篇文章中,研究人员试图识别、描绘并操纵这种背侧海马下托中的基于假设的平行结构,该区域在背侧海马区中负责主要输出。研究利用群体以及单细胞RNA测序技术研究该区域的组成后发现,海马区下托可以分成两个空间上相邻的子区域,并且这两个子区域的锥体细胞基因表达具有显着的差异。组成这两个区域的锥体细胞在其长程输入,局部布线东森洋片台,投射目标和电生理特性等方面都展现出了差异性。利用这些区域的基因表达差异,研究人员使用基因限制性神经元沉默来揭示这些区域对空间工作记忆的不同作用。该项研究为我们提供了一个连贯的分子、细胞、电路和行为级别的示范,展示出海马区的串行架构内存在结构上的嵌入和功能上的可分离流。(艾诗 建伟)
Digital Museum of Retinal Ganglion Cells with Dense Anatomy and Physiology
Cell: 带有丰富解剖学和生理学信息的视网膜神经节细胞的数字化博物馆
https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.040
今日,根据一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告,来自美国普林斯顿大学的科学家们开发了一种数字化博物馆(EyewireMuseum; http://museum.eyewire.org),它提供了视网膜神经节细胞的丰富解剖学和生理学信息。
继钙离子成像之后,三维电子显微镜成为了另一种获取相同神经元解剖学和生理学信息的有效方法。三维电子显微镜和钙离子成像被用于研究神经回路的结构和功能,这些结果数据带来了新的可视化和判读的挑战。来自普林斯顿大学的研究者提供了一种新的数字资源,它包含大约400个神经节细胞,这些细胞来自于一小块老鼠的视网膜。这个在线“博物馆”提供每个细胞解剖的三维互动视图,以及它的视觉反应图。这个方法揭示视网膜内网状层的两个方面:一个是沿光轴的arbor隔离的结构管理原理和切向平面上的结构管理的密度守恒原理。结构与视觉功能有关;神经节细胞主体躯干层附近带有arbor的神经节细胞有着平均更加持久的可视觉反应。研究者称,这个方法在神经系统其他部分,对于神经解剖学和生理学的密度图谱有着潜在的应用。(红生 强兵)
作者:admin | 分类:全部文章 | 浏览:110 2017 12 31  
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