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    三篇Nature | 關注“腦科學與類腦研究”重大研究項目
    來源:      時間:2021-11-15

    這幾天霸屏的新聞中,關于科技部發布的科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目2021年度申報指南,不可避免地成為科學界的討論熱點。

    “指南”中明確指出:腦科學與類腦研究重大項目2021年度圍繞腦認知原理解析,認知障礙相關重大腦疾病發病機理與干預技術,類腦計算與腦機智能技術及應用,兒童青少年腦智發育,技術平臺建設等5個方面開展研究。

    下面我們就針對這些方向,解讀三篇先后發表在Nature上的文章,希望能給我們的科學家提供一些研究思路。

    宮內胚胎鼠腦原位轉染

    一:

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    鏈接:

    https://www.nature.com/articles/ng.2613/

    摘要:

    在這里我們報道了一些發現,在皮質發育畸形(MCD)的受試者中,多個致病錯義的突變,TUBG1,DYNC1H1和KIF2A, 以及一個單一的種系嵌合體KIF5C突變。

    我們在DYNC1H1發現了突變經常復發,這意味著該基因是無法解釋的MCD的主要發生位點。同時我們進一步發現,KIF5C, KIF2A和DYNC1H1影響ATP水解,蛋白質折疊以及微管binding。

    而且,我們發現抑制小鼠的Tubg1基因在體內的表達,會干擾神經元的遷移,同時在酵母中表達改變的γ-tubulin蛋白質,會干擾正常的微管的行為。

    我們的數據揭示了中心體和微管相關的蛋白質在皮質發育的重要性,并且闡述,微管依賴的有絲分裂以及有絲分裂后期進程是皮質發育畸形的主要原因。

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    二:

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    鏈接:

    https://www.nature.com/articles/s41467-019-12791-5

    摘要:

    星形膠質細胞在神經組織中扮演很重要的角色,它形成了連續的網絡,展現了重要的局部異質性。這里,我們利用了一種大體積彩色成像方式來研究在小鼠皮層上的星形膠質細胞發育,進行多克隆譜系追蹤。

    我們揭示,皮質星形細胞克隆與它的“鄰居”混雜交錯,在空間組織、生成細胞的數量和亞型方面表現出廣泛的變異性??寺⊥ㄟ^3D空間分散進行發育,而在單個水平上,星形細胞逐漸獲得其復雜的形態。

    此外,我們發現,星形膠質細胞,由分散在新皮質的心室祖細胞分化產生星形膠質細胞之前和之后,星形膠質細胞的網絡就已經提供,引起原生質體和軟腦膜星形膠質細胞亞型。

    這些數據表明揭示了一種模型,星形細胞前體以非有序的方式圍產新皮質,周圍的環境可能決定星形細胞克隆擴張和最終的形態類型。

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    早產兒低氧誘導腦損傷

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    鏈接:

    https://www.nature.com/articles/s41467-020-14762-7

    摘要:

    由早產對發育中的大腦造成的缺氧損傷會導致許多解剖學變化,包括對腦室周圍白質的損傷,這會導致神經膠質細胞的丟失、髓鞘形成的顯著破壞,從而導致伴隨終生的認知和行為障礙。

    令人鼓舞的是,環境因素可以改善這些神經系統疾??;然而,潛在的細胞機制仍然未知。我們發現早期和持續的環境刺激可以選擇性地增強內源性的修復白質的發育,依靠促進少突膠質細胞成熟、髓鞘形成和圍產期腦損傷后的功能恢復。

    這些影響需要更多地接觸社會化、體育活動和對周圍環境的認知增強——一個完全豐富的環境。使用 RNA 測序,我們確定了少突膠質細胞對缺氧腦損傷的特異性反應,并揭示了參與刺激誘導恢復的分子機制。

    綜上,這些結果表明,通過調整新生兒環境誘導的髓鞘可塑性可以作為早產的治療策略。

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