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阿尔茨海默病治疗药物的突破

科学通报 2024年第17期69卷 2351-2359页

作者：高心怡张娟刘强中国科学技术大学生命科学与医学部合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230027 中国科学技术大学第一附属医院脑衰老与脑疾病研究中心合肥230027 中国科学技术大学衰老生物医学安徽省重点实验室合肥230027 中国科学技术大学中国科学技术大学第一附属医院神经内科合肥230027 中国科学技术大学安徽省生物医学与健康实验室合肥230027 中国科学技术大学生命科学与医学部前沿交叉科学与生物医学研究所合肥230027

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是发病率最高的神经退行性疾病,主要表现为记忆力下降,认知功能缺陷,目前尚无有效的治疗手段.随着人口老龄化加剧,AD发病率逐年上升,找到有效的AD药物刻不容缓.对AD发病机理的研究中,Aβ假说是普... 详细信息

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是发病率最高的神经退行性疾病,主要表现为记忆力下降,认知功能缺陷,目前尚无有效的治疗手段.随着人口老龄化加剧,AD发病率逐年上升,找到有效的AD药物刻不容缓.对AD发病机理的研究中,Aβ假说是普遍接受的致病机制:淀粉样蛋白(amyloid-β,Aβ)沉积产生神经毒性,导致神经元死亡.针对该致病机理设计的Aβ单抗药物的研发却很曲折,在2023年7月,美国食品药品监督管理局(*** and Drug Administration,FDA)批准上市抗Aβ的单克隆抗体Lecanemab,在经过18个月的药物注射后,与安慰剂组相比,治疗组患者大脑中Aβ沉积发生明显减少,减缓疾病的进程.与此同时,另一个Aβ单抗Donanemab药物也表现出相似的治疗效果.这不仅证明Aβ假说的正确性,为大量的AD患者带来治疗的希望和曙光.因此,这两种药物被Science评为2023十大科学突破之一.但是,这两种药物仅对AD早期的病人有较好的治疗效果,且药物的使用可能会带来脑出血(amyloid-related imaging abnormalities-hemorrhage,ARIA-H)、脑水肿(amyloid-related imaging abnormalitiesedema or effusions,ARIA-E)等副作用,这些副作用在APOEε4纯和患者出现的比例更高.因此,寻求更安全有效的治疗药物仍需更进一步研究.

关键词：阿尔茨海默病 Aβ假说单抗类药物 Lecanemab Donanemab

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基于DNA条形码技术的高通量介观联接组学

生物化学与生物物理进展 2024年第10期51卷 2369-2378页

作者：胡鹏凯黄龙文中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室北京100101 中国科学院大学生命科学学院北京100049

联接组学作为研究不同脑区、不同神经元之间突触联接模式的一个重要神经科学研究领域,是理解神经计算,揭示情感、学习、认知等复杂功能的关键之一。其中微米级的介观联接组学以其独有的优势成为了目前在啮齿类动物等的神经系统研究中应... 详细信息

联接组学作为研究不同脑区、不同神经元之间突触联接模式的一个重要神经科学研究领域,是理解神经计算,揭示情感、学习、认知等复杂功能的关键之一。其中微米级的介观联接组学以其独有的优势成为了目前在啮齿类动物等的神经系统研究中应用最为广泛的技术,且在非人灵长类动物的脑科学研究中也有着重要的应用前景。传统的介观联接组学测量技术通常采用荧光标记和光学成像的原理,对神经环路进行顺行或逆行示踪。为了实现单细胞精度的示踪成像以绘制更精细的联接图谱,人们发明了稀疏标记神经元的方法,但在单个动物的示踪通量、数据的多组学跨模态整合等方面仍面临着挑战。近十年来,基于DNA条形码的高通量介观联接组测量技术正快速发展,与传统的介观联接组学测量技术相比具有高通量、低成本以及多组学分析的优势。本文根据示踪原理及所用病毒感染模式的不同介绍了几种较成熟的基于DNA条形码的介观联接组学代表性技术,并从技术原理、技术应用以及技术的优缺点等方面进行总结。最后,总结了基于DNA条形码的高通量介观联接组测量技术领域的发展现状,并提出了一些未来的研究方向。

关键词： DNA条形码介观联接组脑联接图谱

基于磁共振的肠易激综合征脑-脊-肠轴异常及针刺治疗机制探索

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科学通报 2024年

作者：王晨曦孔亚卓刘继欣西安电子科技大学生命科学技术学院中国科学院行为科学重点实验室(中国科学院心理研究所) 中国科学院大学心理学系

肠易激综合征是由脑-肠交互紊乱引发的功能性胃肠疾病,以腹痛、腹胀、排便习惯改变为主要症状,影响全球5%～10%的人口.当前治疗主要集中于缓解患者腹痛和改善其排便习惯,但药物疗效有限且可能引发不良反应.针刺作为补充与替代疗法,在治... 详细信息

肠易激综合征是由脑-肠交互紊乱引发的功能性胃肠疾病,以腹痛、腹胀、排便习惯改变为主要症状,影响全球5%～10%的人口.当前治疗主要集中于缓解患者腹痛和改善其排便习惯,但药物疗效有限且可能引发不良反应.针刺作为补充与替代疗法,在治疗肠易激综合征方面展现出潜力.尽管临床试验证实了针刺的治疗效果,但由于其生物学机制仍不明确,因此在全球医学界存在争议.脊髓在脑-肠交互中扮演着重要角色,磁共振成像技术的发展为深入探索基于脑-脊-肠轴的肠易激综合征发病机制和针刺起效机制提供了新的视角.本文综述了基于磁共振的肠易激综合征脑-脊-肠轴互动异常以及针刺治疗的相关研究.尽管目前在该病的发病机制和针刺治疗方面有所突破,但仍存在诸多不足.现有针对脊髓的影像研究仍显匮乏,这限制了我们对该病发病机制和针刺治疗机制的全面理解.未来应加强对脊髓影像的研究,深入剖析脑-脊-肠轴通路的作用机制,以期为揭示该病的发病机理及针刺治疗的起效机制提供科学依据.此外,现有的针刺对肠易激综合征影响的研究多偏重于现象描述与数据对比,缺乏与神经科学疼痛理论的结合.未来应注重与疼痛理论相融合,深入探讨针刺对疼痛传导与处理关键通路的影响,以期阐明针刺镇痛的复杂机制,进一步推动针刺治疗的应用.

关键词：肠易激综合征针刺磁共振脑-脊-肠轴

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雷公藤甲素的肝损伤及减毒策略

中国实验方剂学杂志 2024年第6期30卷 196-204页

作者：王婷孙珂李静颐周雅丽李红梅北京中医药大学生命科学学院北京100029

传统中药雷公藤是临床上的常用药物,具有祛风湿、杀虫解毒、消肿止痛、活血通络的功效。现代药理学表明,雷公藤具有抗炎、抗肿瘤和免疫抑制等药理作用。现广泛用于自身免疫性疾病、肾脏性疾病和肿瘤等疾病的治疗。雷公藤具有多种化学成... 详细信息

传统中药雷公藤是临床上的常用药物,具有祛风湿、杀虫解毒、消肿止痛、活血通络的功效。现代药理学表明,雷公藤具有抗炎、抗肿瘤和免疫抑制等药理作用。现广泛用于自身免疫性疾病、肾脏性疾病和肿瘤等疾病的治疗。雷公藤具有多种化学成分,其中雷公藤甲素(TP)对人体消化、循环、生殖等系统均具有不同程度的损害,以肝损伤最常见,这极大的限制了TP在新药研发和产业化应用中的拓展空间。因此,笔者聚焦于TP致肝损伤这一研究热点,针对TP致肝损伤的临床表现、损伤机制及减毒策略进行国内外相关文献的检索和整理,这有助于为TP的临床用药安全性和科学用药监管提供科学依据。TP致肝损伤的临床表现多为氨基转移酶异常、食欲不振、恶心呕吐、纳差、皮肤和巩膜黄染、小便黄等。以上临床表现的机制涉及细胞凋亡、氧化应激、影响细胞色素P450超家族、巨噬细胞极化和生物钟基因Clock调控等几个方面。其中细胞凋亡与神经源性位点缺口同系物蛋白1(Notch1)、动力蛋白相关蛋白1(Drp1)-细胞色素C(Cyt C)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、肿瘤抑制蛋白53(p53)、FAS细胞表面死亡受体(Fas)/Caspase-8等信号通路有关;氧化应激与抑制核转录因子E2相关因子(NRF2)信号通路、促进细胞色素P4502E1(CYP2E1)表达引发活性氧(ROS)过度积累等有关;对细胞色素P450超家族的影响表现为:降低细胞色素P4503A(CYP3A)、细胞色素P4502C9(CYP2C9)、细胞色素P4502C19(CYP2C19)、细胞色素P4501A2(CYP1A2)等的底物亲和力、活性和表达;促进巨噬细胞向M1型转化与引发炎症因子分泌和内毒素积累有关;机体内在的生物钟基因Clock的节律性调控与影响细胞色素P4503A11(CYP3A11)代谢酶的表达有关。临床应用中的减毒策略包括炮制减毒和配伍减毒法,有助于减毒的中药及单体成分包括甘草、白芍、金钱草、绿豆、生地黄、藏红花素和芍药苷等。通过对上述内容进行综述和探讨,为TP的相关研究和临床应用提供更多参考。

关键词：雷公藤甲素肝损伤临床特征机制减毒策略

基于神经振荡信号调控的非侵入性镇痛研究:进展与展望

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科学通报 2024年

作者：赵湘玥段昊青魏诗雨郭雨桐毕研芝中国科学院心理健康重点实验室(中国科学院心理研究所) 中国科学院大学心理学系首都师范大学心理学院北京市“学习与认知”重点实验室

大脑神经振荡信号与疼痛信息处理密切相关,然而,两者之间的因果关系尚不明确.利用经颅交流电刺激、神经反馈和经颅直流电刺激等技术调节神经振荡信号并探究其对疼痛的影响,不仅可深入揭示神经振荡信号在疼痛信息加工中的作用,还可为临... 详细信息

大脑神经振荡信号与疼痛信息处理密切相关,然而,两者之间的因果关系尚不明确.利用经颅交流电刺激、神经反馈和经颅直流电刺激等技术调节神经振荡信号并探究其对疼痛的影响,不仅可深入揭示神经振荡信号在疼痛信息加工中的作用,还可为临床疼痛管理提供替代性治疗方案.目前,大部分研究证实调控alpha、theta、beta等低频神经振荡(实验室诱发疼痛和慢性疼痛,且重复多次的个性化治疗对于提升镇痛效果具有重要帮助.然而,由于实验设计、调控参数及个体差异等诸多因素的影响,不同研究之间的调控镇痛效果存在差异.未来研究有必要阐明影响调控效果的可能因素,揭示调控机制及其长期干预效果,探索高频神经振荡信号调控的镇痛效果,从而为制定个性化神经调控方案、优化镇痛效果、改善疼痛管理现状提供科学理论指导.

关键词：神经振荡疼痛神经调控经颅交流电刺激神经反馈经颅直流电刺激镇痛

记忆辨别力受老化影响的认知神经机制及其应用

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心理科学进展 2024年第7期32卷 1138-1151页

作者：曾庆贺崔晓宇唐为李娟中国科学院心理健康重点实验室(中国科学院心理研究所) 北京100101 中国科学院大学心理学系北京100049

记忆辨别力是对相似的记忆经验进行准确辨别的能力,其依赖于名为模式分离的神经计算机制,在人类被试中,通常使用记忆相似性任务对其进行测量与研究。在老化过程中,老年人的记忆辨别力会出现十分明显的衰退,这种衰退与海马、内嗅皮层等... 详细信息

记忆辨别力是对相似的记忆经验进行准确辨别的能力,其依赖于名为模式分离的神经计算机制,在人类被试中,通常使用记忆相似性任务对其进行测量与研究。在老化过程中,老年人的记忆辨别力会出现十分明显的衰退,这种衰退与海马、内嗅皮层等内侧颞叶脑区的结构和功能衰退以及其他新皮层结构和功能老化关系密切。由于记忆辨别力高度依赖于内侧颞叶的结构和功能完整性,因此,它能够反映出认知障碍发展早期的异常脑结构和功能变化,使得记忆相似性任务具备了应用于认知障碍早期识别的巨大潜力。未来研究需要采用更精细的成像技术单独考察海马齿状回和CA3亚区在记忆辨别中的作用及其老化的影响,并更多关注前额叶等新皮层结构老化影响记忆辨别力的神经机制,同时也需要建立大样本前瞻队列来验证记忆相似性任务在认知障碍早期识别中的有效性。

关键词：记忆辨别力模式分离老化认知神经机制认知障碍

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求索大脑智慧本质,照亮类脑智能之路

生物化学与生物物理进展 2024年第10期51卷 2268-2273页

作者：郭爱克北京师范大学珠海校区自然科学高等研究院复杂系统国际科学中心珠海519000 中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室北京100101 中国科学院神经科学研究所神经科学国家重点实验室上海200031 中国科学院上海微系统和信息技术研究所上海200050 中国科学院大学生命科学学院北京100049 上海大学生命科学学院上海200444

宇宙创生→生命爆发→智能演生→人工智能,这是一条演化的历史长河。时代在问,脑与心智从哪里来,将到哪里去?人工智能的前途和命运是怎样的?人类文明的前途和命运是怎样的?大脑智能和人工智能怎样才能相互照亮?是否有不依赖于大数据、... 详细信息

宇宙创生→生命爆发→智能演生→人工智能,这是一条演化的历史长河。时代在问,脑与心智从哪里来,将到哪里去?人工智能的前途和命运是怎样的?人类文明的前途和命运是怎样的?大脑智能和人工智能怎样才能相互照亮?是否有不依赖于大数据、大算力和大模型的智能路线?人工智能可否通过完全不同于生物进化的另一条道路通向“心智”?脑智创造力如何演化为新质生产力?这些问题的核心仍然是人类大脑在整体上是怎样工作的?本文将从微观—介观—宏观—宇观的尺度上来勾勒一幅复杂性与简约性辩证统一的图景。

关键词：心智复杂性自组织跨膜态神经流形脑-智方程动力学系统神经状态空间

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孤独症早期鉴别:从细胞通路到脑神经标记物

中国科学:生命科学 2024年

作者：赵文璐李晶中国科学院行为科学重点实验室中国科学院心理研究所中国科学院大学心理学系

近二十年来,孤独症谱系障碍的患病比例持续呈现出递增的趋势.目前对孤独症的治疗没有特效药,但早期心理和行为干预可以改善患者的特定行为,减轻症状的严重程度.因此,早期筛查与鉴别对孤独症人群开展早期干预非常重要.本文从细胞通路和... 详细信息

近二十年来,孤独症谱系障碍的患病比例持续呈现出递增的趋势.目前对孤独症的治疗没有特效药,但早期心理和行为干预可以改善患者的特定行为,减轻症状的严重程度.因此,早期筛查与鉴别对孤独症人群开展早期干预非常重要.本文从细胞通路和脑神经机制两方面介绍孤独症早期鉴别生物标记物的研究成果.目前已经发现多种潜在致病基因、异常蛋白水平、神经递质缺损或增多等细胞通路异常.通过脑成像和脑电波技术发现孤独症人群存在特殊的脑结构和异常的脑机制.尽管生物标记物的研究成果暂时还无法独立应用于孤独症的直接诊断,但其进一步加深研究者对孤独症生理病理机制的认识,对孤独症早期筛查和辅助治疗有着很大潜力.

关键词：孤独症谱系障碍早期筛查生物标记物基因神经递质脑功能

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人类疼痛的神经网络表征

生物化学与生物物理进展 2024年第10期51卷 2357-2368页

作者：易阳洋涂毅恒中国科学院心理研究所中国科学院心理健康重点实验室北京100101 中国科学院大学心理学系北京100049

疼痛是一种不愉快的感觉和情感体验,其涉及到多级神经加工过程,神经活动模式十分复杂。非侵入性脑功能成像技术可以实现在全脑水平上解析人类疼痛的神经机制。其中,功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术因... 详细信息

疼痛是一种不愉快的感觉和情感体验,其涉及到多级神经加工过程,神经活动模式十分复杂。非侵入性脑功能成像技术可以实现在全脑水平上解析人类疼痛的神经机制。其中,功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术因具有高空间分辨率的优势,使其在探索人类疼痛的神经机制研究中得到了广泛的应用。本文聚焦于人类疼痛的fMRI研究,首先概述了疼痛相关的脑响应研究发现,梳理了与疼痛加工相关的多个脑区功能活动变化。然而,调节单一脑区的功能难以影响疼痛体验,提示疼痛加工涉及多脑区之间的协同作用。由此,本文综述了参与疼痛加工的脑区之间交互现象,这些研究揭示了多条神经通路以串行或并行的方式构成了复杂的疼痛神经网络,进而处理与疼痛相关的感觉、情绪和认知信息。基于上述研究,近年来不断更迭发展的超高场强f MRI及脑脊同步成像技术,助力人类疼痛研究深入到核团和脊髓层面,拓展了疼痛神经网络的精细度和全面性。综上,本文提出了人类疼痛的神经网络表征,并以此为基础指导神经调控技术调节异常的神经网络表征,进而实现缓解疼痛症状的目标。最后,本文讨论了当前疼痛神经表征研究的局限性,并提出了探索疼痛特异性表征,对比实验诱发性疼痛和临床自发性疼痛,以及疼痛个体化表征的研究展望。

关键词：疼痛功能磁共振成像神经网络表征