开发有效治疗神经退行性疾病的一个关键局限性是缺乏准确模仿人类疾病的复杂物理学的模型。人类会随着年龄的增长而积累的神经元内神经元的色素神经素,从而合成儿茶酚胺。神经元达到最高神经元素水平的神经元在parkinson,阿尔茨海默氏症和显然健康的衰老个体中优先退化。然而,在当前动物模型中未考虑这种大脑色素,因为啮齿动物等常见的实验室物种不会产生神经念珠菌。在这里,我们生成一种被称为TGNM的组织特异性的转基因小鼠,该小鼠模仿了基于组成型儿茶酚胺特异性表达人类糖果蛋白 - 生物糖蛋白酶蛋白酶酶的蛋白酶酶的表达,从而模仿了cantecholamineragramagic neuromelanin的人类依赖性脑部范围的分布。我们表明,与渐进性人类神经元素色素沉着平行,这些动物表现出与年龄相关的神经元功能障碍和变性,影响了许多脑回路和身体组织,与运动和非运动和非运动型呈现有关,让人想起早期神经变性阶段。该模型可以帮助探索大脑衰老和神经变性的新研究途径。
图1:RBP4 CRE -HM3DQ和RBP4 CRE -HM4DI DREADD激活A,B,兴奋性(蓝色)和抑制性(绿色)DREADD受体和实验程序的电生理验证。补丁钳电生理记录是连续进行的。在恒定的ACSF应用下,在5和10分钟下进行了两次基线记录,然后进行CNO给药,并在申请后2、5和10分钟进行三个记录,然后进行冲洗步骤。在最后一步中,获得了不同时间点的控制记录。c,RBP4 CRE -HM3DQ膜电压响应的代表性示例。d,CNO给药前后的输入输出曲线,以响应当前应用的增加。灰色代表,CNO给药后的蓝色痕迹。在RBP4 CRE -HM3DQ脑切片中CNO给药之前和之后,记录的神经元的膜电阻。基线和CNO管理之间没有显着差异(左)。CNO给药前后记录的神经元的静止膜电位。在CNO给药后,膜被概念性去极化(右)。n = 7只小鼠,单向方差分析通过邓内特的多重比较测试。e,RBP4 CRE -HM4DI膜电压响应的代表性示例。
Microglia are responsible for surveilling the central nervous system, responding to changes and injuries, phagocytosing cellular debris and protein aggregates, pruning synapses during development, releasing factors that in fl uence neural function, and mediating immune responses in the brain 2 (Fig.1)。当前的研究通过证明C1Q对衰老过程中神经元蛋白稳态的抑制作用,为我们对小胶质功能的理解增加了另一个方面。研究人员发现C1Q以年龄依赖性方式与神经元RNP复合物相互作用(图1)。使用先进的生化和成像技术,他们认为纯化的C1q在体外经历了RNA依赖性液相分离(LLP)。这种相分离对于C1q与体内神经元RNP复合物的相互作用至关重要,该复合物取决于RNA和内吞作用。1确定的研究表明,C1Q的胶原蛋白样结构域对于这种神经元摄取至关重要。在神经元内,C1Q与核糖体蛋白,RNA结合蛋白和RNA结合,损害神经元蛋白质的合成和稳态。1,即使C1q对年轻动物(2-3个月)动物的神经元蛋白翻译没有影响,但成年动物中C1Q的缺失(1年)导致蛋白质翻译的显着增加。全球蛋白质组学分析进一步证明了1岁的WT和C1Q-蛋白质之间的蛋白质含量的大脑变化,揭示了成人WT脑组织中与Septin复合物相关的蛋白质意外富集,而成人C1Q-抑制型脑组织中,成人WT脑组织中的蛋白质富集。1Scott-Hewitt等人。还探讨了C1Q集成到神经元RNP复合物中的功能后果。年轻的成年小鼠在C1Q中表现出的表现出恐惧记忆灭绝受损,这表明C1Q对于某些认知功能至关重要。
胎儿大脑巨细胞病毒感染的补充数据:怀孕期间摄入阿司匹林会削弱后代的神经发育发病机制 Sarah Tarhini 1 , Carla Crespo-Quiles 1# , Emmanuelle Buhler 1 , Louison Pineau 1 , Emilie Pallesi- Pocchard 1 , Solène Villain 1 , Saswati Saha 2 §, Lucas Silvagnoli 1 , Thomas Stamminger 3 , Hervé Luche 4 , Carlos Cardoso 1 , Jean-Paul Pais de Barros 5 , Nail Burnashev 1 , Pierre Szepetowski 1 *, Sylvian Bauer 1 * §当前地址: #Alicante Neuroscience Institute, Miguel Hernandez University, CSIC, San Juan de Alicante, Alicante, Spain; 生理学和病理生理学研究所,约翰内斯古腾堡大学,美因茨,德国; §Argenx France SAS, 92130 Issy-Les-Moulineaux, France 1 INMED、INSERM、艾克斯-马赛大学,法国马赛。 2 TAGC、INSERM、艾克斯马赛大学图灵生命系统中心,法国马赛。 3 德国乌尔姆大学病毒学研究所。 4 CIPHE、PHENOMIN、INSERM、CNRS、艾克斯-马赛大学,法国马赛。 5 DiviOmics 平台,UMS 58 BioSanD,法国第戎勃艮第孔泰大学。 *通讯作者:Bauer 博士,地中海神经生物学研究所 (INMED)、Inserm UMR1249、Parc Scientifique de Luminy, BP13, 13273 Marseille Cedex 09, France。电话:+33 (0)4 9182 8156;电子邮件:sylvian.bauer@inserm.fr Szepetowski 博士,地中海神经生物学研究所 (INMED),Inserm UMR1249,Parc Scientifique de Luminy,BP13,13273 Marseille Cedex 09,法国。电话:+33 (0)4 9182 8111;电子邮件:pierre.szepetowski@inserm.fr
大约五分之四的神经元是兴奋性的。这在功能区域和物种中都是如此。为什么我们有这么多兴奋性神经元?我们知之甚少。在这里,我们为这个问题提供了一个规范性的答案。我们设计了一个与任务无关、独立于学习且可通过实验测试的功能复杂性测量方法,它量化了网络解决复杂问题的能力。使用一个物种——果蝇幼虫——的第一个神经元级全连接组,我们发现了最大化功能复杂性的最佳兴奋-抑制 (EI) 比率:75-81% 的神经元百分比是兴奋性的。这个数字与通过 scRNA-seq 观察到的真实分布一致。我们发现,兴奋性神经元的丰富性赋予了功能复杂性的优势,但只有当抑制性神经元高度连接时才会如此。相反,当 EI 身份被均匀采样(不依赖于连接性)时,最佳 EI 比率落在相等的种群大小附近,并且其整体实现的功能复杂性是次优的。我们的功能复杂性测量为大脑中兴奋性神经元过多提供了规范性解释。我们期待这种方法能进一步揭示各种神经网络结构的功能意义。
通常建议对固定剂的摘要心脏灌注进行脑组织学的质量准备,从而确保组织中的快速和深度穿透以保留最脆弱的脑结构。尽管在麻醉和适当的镇痛下进行,但对于实验者而言,此过程很麻烦,并提出了道德问题。最近,基于先前牺牲动物,然后将固定剂注射到循环中,提出了替代方案。这些所谓的验尸灌注方案在理论上应确保组织固定的等效质量,而不会使活动物暴露于程序。在采用这种新方法之前,有必要验证样品质量等效,以确保科学结果的有效性。,我们通过心脏或验尸灌注对几种组织固定方案进行了平行比较,并测量了对轴突结构,树突状棘和线粒体形态的维持的影响。我们的结果表明,组织学参数显示出对所使用的灌注条件和固定剂的敏感性。For instance, axon fragmentation and altered mitochondrial morphology were observed in post-mortem perfusion groups.我们还确定固定条件对免疫染色具有可变影响,从而影响检测到的表达水平或模式。我们的结果是指导实验者选择最佳组织固定条件的指南,从而最大程度地减少了动物的痛苦,同时保证了获得的生物学结果的完整性。
(未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本版的版权持有人于2024年9月16日发布。 https://doi.org/10.1101/2024.01.25.577271 doi:Biorxiv Preprint
发育性髓鞘化是哺乳动物大脑中的一个旷日持久的过程1。一个理论是为什么少突胶质细胞成熟如此缓慢,以至于髓鞘可能会稳定神经元回路和温度,而神经元可变性则像2-4岁的动物一样。我们在视觉皮层中测试了这一理论,该理论具有明确的关键时期,用于经验依赖的神经元可塑性5。在青春期,视觉体验调节了视觉皮层中的少突胶质成熟的速率。确定少突胶质细胞的成熟是否又调节神经元可塑性,我们在青春期小鼠中遗传阻断了少突胶质细胞分化和髓鞘形成。在缺乏青春期寡聚的成年小鼠中,短暂的单眼剥夺时期导致视觉皮层对被剥夺的眼睛的反应显着降低,使人联想到通常限于青春期的可塑性。这种增强的功能可塑性伴随着剥夺后的树突状刺和脊柱大小的协调减少。此外,在没有青春期寡构成的情况下,抑制性突触传播在电路水平上的经验依赖性可塑性减少了。这些结果对少突胶质细胞塑造皮质回路的成熟和稳定并支持发育性髓鞘形成的概念,从而充当神经元可塑性的功能制动器。
大脑复杂性 (BC) 已成功应用于研究健康和疾病状态下的脑电图信号 (EEG)。在本研究中,我们采用递归熵来量化与运动神经生理学相关的 BC,通过比较静息状态和骑车运动下的 BC。我们测量了 24 名健康成年人的脑电图,并将电极放置在大脑左右两侧的枕叶、顶叶、颞叶和额叶部位。我们根据骑车和静息状态下的脑电图测量结果计算了递归熵。对于所有分析的大脑区域,静息状态下的熵都高于骑车状态下的熵。这种复杂性的降低是骑车过程中重复运动的结果。这些运动会导致持续的感觉反馈,从而降低熵和感觉运动处理。