技术讲解

长期以来，睡眠被认为主要由大脑和神经系统调控。然而，华盛顿州立大学（WSU）最新研究提出，睡眠可能不仅源于大脑的活动，还与体内肠道微生物的复杂作用密切相关。 研究发现，存在于细菌细胞壁中的一种物质——肽聚糖（peptidoglycan，简称 PG），自然出现在小鼠大脑中，其含量与昼夜节律及睡眠状态密切相关。此前，科学界已知 PG 注射到动物体内可促进睡眠，但传统观点认为它不会自然进入大脑。此次研究首次证实，PG 及其受体在大脑不同区域存在，并随着睡眠和觉醒状态发生变化。 WSU 博士生&nbsp…

众所周知，深度而高质量的睡眠能促进生长激素的分泌，不仅帮助强健骨骼和肌肉，还能燃烧脂肪。而对青少年来说，只有保证充足睡眠，才能发挥出身高潜力。然而，为什么缺乏睡眠，尤其是早期的非快速眼动（non-REM）睡眠，会导致生长激素水平下降，却一直是个谜。 近日，发表在《Cell》杂志上的一项研究给出了答案。美国加州大学伯克利分校的研究团队绘制出调控生长激素分泌的脑回路图，并首次发现一种新的反馈机制，可以精细平衡体内生长激素水平。这一发现不仅深化了对睡眠与激素相互作用的理解，也为治疗与代谢疾病（如糖尿病…

伊利诺伊大学芝加哥分校牵头的研究团队发现，肠道中常见的酵母菌——白色念珠菌（Candida albicans），竟能帮助鼠伤寒沙门菌（Salmonella Typhimurium）在肠道定植并扩散至全身。相关成果已发表于 Nature 杂志。 研究显示，沙门菌分泌的一种蛋白 SopB 会诱导白色念珠菌释放精氨酸（arginine）。这一代谢物不仅启动了沙门菌的侵袭程序，还能降低宿主的炎症反应，从而为病菌“开路”。 背景 肠道菌群与人类健康密切相关，不仅涉及…

不孕不育的原因复杂多样，其中男性因素常与精子发育异常相关。近日，大阪大学的研究团队在 Nature Communications 发表研究成果，揭示了几个关键蛋白在精子鞭毛形成和运动中的重要作用，为理解男性不育机制提供了新线索。 精子的前进动力来自鞭毛。鞭毛像一条“长鞭子”，通过摆动推动精子前行。如果鞭毛结构或功能异常，精子运动效率降低，就难以实现受孕。 “精子鞭毛的结构非常复杂，其中的径向辐射状支架（radial spokes）对鞭毛运动的调控至关重要。”该研究的第一作者王…

近期，一项由Calico Life Sciences、斯坦福大学、麻省理工学院Broad研究所及其他合作团队完成的研究在预印本平台bioRxiv发布，揭示了大脑局部环境在小胶质细胞（microglia）衰老中的核心作用。研究显示，当年轻供体的髓系细胞移植到老年小鼠大脑时，这些细胞很快表现出衰老表型；而将老年髓系细胞移植到年轻大脑，则会呈现出更年轻的特征。这一发现表明，小胶质细胞的衰老更多受到大脑微环境的驱动，而非细胞自身的自我编程。 小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞，也是老龄化大脑中受影响最明…

由澳大利亚悉尼科技大学（University of Technology Sydney, UTS）牵头的科研团队，首次通过3D生物打印技术成功构建“微型胎盘”，为研究妊娠并发症开辟了全新途径。相关成果近日发表在《Nature Communications》杂志上。 全球每年有超过26万孕产妇因妊娠并发症死亡，数百万新生儿因此夭折。其中，子痫前期（preeclampsia）是一种与胎盘功能异常密切相关的严重疾病，影响约5%–8%的妊娠。 论文通讯作者、UTS生命科学学院副教授Lana McClem…

在药物研发领域，一项新的人工智能工具有望改变传统模式。哈佛医学院的研究人员设计出一种名为 PDGrapher 的人工智能模型，它能够识别细胞中导致疾病的多重因素，并预测能够使细胞恢复健康功能的治疗方案。相关成果已发表于《自然·生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）。 与传统依赖单一靶点的药物发现方法不同，PDGrapher 聚焦于多重致病驱动因子，能够找出最可能将病变细胞转变为健康状态的基因，并推荐最佳的单一或组合治疗靶点。研究人员指出，…

大脑并非一个“自我封闭”的器官，它同样会产生代谢废物。但长期以来，科学界一直困惑：没有淋巴管的大脑，是如何排出这些废物的？直到约12年前，研究人员发现了所谓的“类淋巴系统”（glymphatic system），并提出这一系统或许在睡眠时更为活跃，能够“冲刷”掉大脑内的毒性物质。 近年来，越来越多证据提示，睡眠不足或睡眠质量受损，可能会干扰这一清除机制，从而导致废物或毒素（例如与阿尔茨海默病相关的β-淀粉样蛋白）在大脑中积累，增加痴呆风险。 大脑的清道夫 在身体其他部位，淋巴系统通过淋巴管将细胞…

耶鲁大学团队揭示 Agrp 神经元如何塑造发育期社交行为 长期以来，儿科医生、家长以及所有与孩子打交道的人都清楚：孩子的社交需求会随着年龄而变化。如今，耶鲁大学的研究人员首次揭示了这一过程背后的神经学机制。 研究团队在小鼠实验中发现，大脑下丘脑中的 Agrp 神经元在幼年阶段对社交行为具有关键调控作用，但这种作用会在成年后消失。Agrp 神经元原本以调节饥饿、体温等基本生存需求而闻名，而在幼年动物中，它们还驱动着“社交需求”。随着年龄增长，这一功能逐渐减弱直至终止。 这项研究成果发表在…

尽管人类对大脑的研究已经积累了大量知识，但其中仍有许多未知领域。近日发表在《Nature》杂志上的一项研究，为一种名为 GABA能中间神经元（GABAergic interneurons） 的细胞及其在大脑发育过程中的作用带来了全新认识，这一发现有助于解释自闭症及儿童脑部疾病的发生机制。 GABA能中间神经元在大脑中至关重要，它们释放一种名为 γ-氨基丁酸（GABA） 的神经递质，用于调控神经元的“开与关”。一旦这一功能受到干扰，可能会引发癫痫、精神分裂症…