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揭秘脑神经元线粒体与胞质之间钙瞬变的概率性耦合

Nature Communications在线发表了北京大学分子医学研究所程和平团队和纽约大学医学院甘文标团队的合作论文“Brain Activity Regulates Loose Coupling between Mitochondrial and Cytosolic Ca2+ Transients”,报道脑神经元线粒体与胞质之间钙瞬变的概率性耦合,以及其耦合度如何受大脑信息加工活动的调节。 大脑是体内能耗最高的器官,所需能量主要由细胞能量工厂——线粒体来提供。大脑的能耗是动态变化的,它取决于脑信息加工活动的起伏,后者又可以由神经元胞质钙瞬变来反映。虽然线粒体能量代谢的多个节点受线粒体钙信号调节,但线粒体如何解码神经元活动从而动态匹配能量代谢还鲜有报道。 合作团队利用双光子成像系统,在清醒小鼠初级运动皮层或视觉皮层同步记录神经元胞质和线粒体钙瞬变。他们发现,每个皮层神经元含有几百个线粒体,遍布于胞体和树突;线粒体钙瞬......阅读全文

神经网络与机体代谢之间的关系

  大脑神经系统与机体代谢之间存在千丝万缕的联系。神经元传递的信号能够调控机体的各类代谢活动的强度,而代谢特征的改变也会影响神经系统的发育以及神经信号的传递。针对这一领域相关的最新研究成果,进行简要的盘点,希望读者朋友们能够喜欢。  1. Science:鉴定出暴食神经元  doi:10.1126/

线粒体解码神经元活动研究获进展

  中国科学院自动化研究所研究员韩华团队通过其自主研发的电镜三维成像和快速重建技术,首次展现小鼠运动皮层锥体神经元胞体和树突中数百个线粒体的三维形态,发现神经元树突中线粒体依靠较细的“线粒体纳米管道”连接在一起(管道直径30-50纳米)的现象,有力支撑线粒体解码神经元活动的研究。  相关成果“Bra

细胞能量工厂——线粒体 如何解码神经元活动模态

  中国科学院自动化研究所研究员韩华团队通过其自主研发的电镜三维成像和快速重建技术,首次展现小鼠运动皮层锥体神经元胞体和树突中数百个线粒体的三维形态,发现神经元树突中线粒体依靠较细的“线粒体纳米管道”连接在一起(管道直径30-50纳米)的现象,有力支撑线粒体解码神经元活动的研究。  相关成果“Bra

科学家发现双极精神紊乱症患者对药物锂差异应答的机制

  双极精神紊乱症(Bipolar Disorder, BD),又名躁狂抑郁症,是一种以情绪的狂躁与抑郁交替出现为特征的精神障碍性疾病,若不及时治疗,会促成自杀行为。该病已被世界卫生组织(WHO)定级为发病率和工作能力丧失度最高的疾病之一。临床上,药物锂被广泛用于治疗BD症,但是,超过一半的BD病人

Science医学:个体化帕金森氏病治疗的新希望

  来自美国的研究人员通过在患者来源的细胞中探究疾病征象和测试细胞如何对药物治疗做出反应,将个体化的帕金森氏病治疗又向前推进了一步。这一研究获得了美国国家卫生研究院(NIH)的资助。   研究人员从患有遗传性形式帕金森氏病患者处采集皮肤细胞,将这些皮肤细胞重编程为神经元。他们发现来自不同类型帕金森

深度长文!细胞自噬在健康和疾病中的作用

  自上世纪60年代科学家发现细胞自噬现象以来,人们获知衰老、癌症可能与我们身体的最小组成单位——细胞受损有关,但其详细机制如何,一直未有定论。这一生命之谜陷入长久僵局。2016年,日本科学家大隅良典因发现细胞自噬的分子机制获得诺贝尔生理学或医学奖,为这一领域打开新的大门。本文将从细胞自噬的发现、发

大脑神经元的“能量工厂”能够调节血糖水平

  耶鲁大学医学院的研究者发现,大脑神经元的线粒体能控制餐后血糖高峰的水平。  一般认为血糖水平主要是由胰岛素、肝脏和肌肉来控制。然而,耶鲁大学的研究者发表在《细胞》杂志的最新研究发现,某些神经元线粒体在全身血糖调节中发挥重要作用。这个新发现有助于我们更好地理解2型糖尿病是如何发展的。  

长江学者盛祖杭JCB发表神经学成果

  最近,美国国家神经疾病和中风研究所的研究人员发现,提高线粒体沿神经轴突的传输,可增强小鼠神经细胞在损伤后的自我修复能力。相关结果发表在《Journal of Cell Biology》杂志上,指出了潜在的新策略,来刺激因损伤或疾病而受损的人类神经元的再生。  本文通讯作者是美国国家卫生院资深研究

华人女学者发现参与帕金森病的新基因

  目前,加州大学洛杉矶分校的一个研究小组,发现了参与帕金森氏病(Parkinson's disease)的一个新基因,这一发现将来有望提供一个新的药物靶点,可预防、甚至可能治愈这种使人衰竭的神经系统疾病。  帕金森氏病是位居阿尔茨海默氏病之后、第二种最常见的神经退行性疾病,这种渐进性和毁灭性的疾病

单个神经元O2消耗量、细胞内Ca2+浓度和线粒体膜电位的...

单个神经元O2消耗量、细胞内Ca2+浓度和线粒体膜电位的同时记录Abstract:In order to determine the sequence of cellular processes in glutamate toxicity, we simultaneously recorded O2

帕金森症起源观念受到挑战

  帕金森病影响着世界上大约七百万到一千万的人口,患上该病就意味着会逐渐失去行动能力,并出现一些精神紊乱症状以及认知损伤。普遍观点认为,帕金森病是由于线粒体功能障碍引起,相关阅读:Nature发布帕金森病研究重要发现;Science揭示帕金森病病因基础。然而,最近在果蝇中的一项研究显示,发生在帕金森

上海生科院揭示自噬调控神经元轴突发育新机制

  8月19日,国际细胞自噬领域的核心期刊《自噬》在线发表了题为《Mir505-3p通过调控Atg12及自噬通路以影响神经元轴突发育》的研究论文。该研究由东华大学化工生物学院周宇荀团队与中国科学院上海生命科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心仇子龙研究组合作完成。该研究利用CRISPR/

科学家发现脑细胞中调节线粒体运动的蛋白

  美国罗彻斯特大学神经科学研究所日前表示,该所研究小组发现了一种新蛋白,并将它命名为“缺氧引导的线粒体运动调节器”(HUMMR)。该蛋白的发现与对其功能的鉴定,为人们研究线粒体的运动以及了解脑细胞如何应对缺氧(如脑中风而造成的伤害),提供了非常重要的基础。相关研究报告发布在近期出版的

挑战经典观点:神经细胞也有自己的节能程序

  作者发现了一种代谢重组(Krebs循环补缺)的形式,它能使神经元抵抗迅速进行的退化。  线粒体是我们细胞的动力工厂,在为人体组织的正常功能提供能量方面起着重要作用。神经细胞的活动特别依赖于线粒体,线粒体功能下降在遗传性和更常见的年龄相关性退行性疾病中都可以看到。  一个长期的观点认为,与其他细胞

加蒙特利尔大学研究发现神经元“过热”触发帕金森氏症

  加拿大蒙特利尔大学研究发现,帕金森氏症中脑细胞的死亡,或由神经元中的一种细胞能量危机形式引起,其需要非常高的能量来执行运动调节任务。  与阿尔茨海默氏症会影响数十亿脑神经元不同,帕金森氏症的主症状或由数万或数十万局部区域的脑神经元死亡造成,其中包括黑质、蓝斑和迷走神经背核。  引发帕金森氏症的关

研究发现补充酮或可对抗阿尔茨海默病

  美国神经科学学会期刊《神经科学杂志》9日刊发的一项小鼠模型研究表明,一种保护性蛋白水平降低,会导致阿尔茨海默病小鼠的抑制性中间神经元—GABA能神经元数量减少,进而造成小鼠神经元网络活动异常,而通过饮食干预手段补充酮,则有助于恢复该蛋白水平,抑制小鼠神经网络活跃度,并降低死亡率。  线粒体功能受

北大Cell Research发表CRISPR新成果

  线粒体是细胞内的能源工厂,负责为细胞提供必要能源。线粒体未折叠蛋白质反应(UPRmt)是一种保护性程序,可以修复线粒体的功能障碍。神经元在UPRmt的系统性调节中起到了核心作用,但人们还不清楚神经系统感知线粒体压力在远端组织诱导UPRmt的具体机制。  北京大学的研究人员最近在Cell Rese

JBC:科学家发现阻止帕金森氏症神经元损伤的潜在靶标

  氧化应激是癌症、心脏衰竭、阿尔茨海默氏症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症和帕金森氏症等疾病主要发病原因。   现在佛罗里达州斯克里普斯研究所(TSRI)科学家们已经发现,阻断关键酶的相互作用可能会抵消这些神经退行性疾病相关的神经元的破坏,这意味着研究发现了一个潜在的新药物靶点。   研究结果刊登在1

生物物理所等揭示FUS蛋白异常导致神经退行致病机理

  FUS(全称为fused in sarcoma/translocated in liposarcoma,FUS/TLS)是一个多功能的DNA/RNA结合蛋白,主要定位于细胞核,但可以在细胞核与细胞质中穿梭。FUS蛋白在RNA的转录、RNA的剪接和microRNA的加工等过程中发挥重要作用。FUS

科学家们找到了直接控制胰岛素产量的神经细胞

  大脑是调节食欲、体重和新陈代谢的关键。更具体地说,是下丘脑内一组被称为POMC的神经元控制着机体能量状态的检测和相应生理反应信号的集成。它们对葡萄糖、脂肪酸和氨基酸等营养物质波动十分敏感。  由IDIBAPS研究所Marc Claret和IRB巴塞罗那研究所Antonio Zorzano共同主持

Nature子刊:代谢调控神经元活性

  饮食疗法可以控制许多癫痫患者的发病,此前人们一直不清楚这种治疗的作用机理。日前,McGill大学和Zurich大学的科学家们找到了答案,他们发现大脑细胞信号传递的能力与细胞的代谢有直接联系。这项研究于一月十六日发表在Nature Communications杂志上。   神经学研究者们往往

科学家发现“线粒体炫”调控神经元突触水平的长时程记忆

  为什么有的记忆能铭刻一生而有的只能存在几分钟?短期的记忆如何转变为长期的记忆?近日,中国科学技术大学生命科学学院毕国强课题组与北京大学分子医学研究所程和平课题组合作,发现神经元树突“线粒体炫信号”在神经突触传递短时程记忆向长时程记忆的转化中可能发挥着关键作用,相关成果于6月26日在《自然-通讯》

程和平毕国强Nature子刊发现一种关键新机制:“线粒体炫”

  为什么有的记忆能铭刻一生而有的只能存在几分钟?短期的记忆如何转变为长期的记忆?  来自中国科学技术大学生命科学学院毕国强课题组与北京大学分子医学研究所程和平课题组合作,发表了题为“Dendritic mitoflash as a putative signal for stabilizing l

研究发现新信号通路填补神经元成熟机制空白

  Scripps研究所(TSRI)的神经学家们,发现了建立神经元连接的一个新信号通路,填补了神经元成熟机制中的重要空白,文章于六月二十日发表在Cell杂志上。这项研究能够帮助人们更好的理解,一些与大脑发育有关的疾病。   在哺乳动物的大脑发育过程中,建立神经元连接是一个基本步骤。现在,科学家们发

动物所等发现舞蹈病神经元线粒体DNA氧化损伤的机制

  亨廷顿氏舞蹈病是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病,主要表现为运动障碍、认知和精神紊乱,一般在发病后10-15年内死亡。该疾病的病理特征是大脑纹状体神经元的渐进性丢失,但亨廷顿基因突变导致纹状体神经元选择性死亡的机制还不清楚,目前也没有任何治疗手段。前人一系列研究发现,与大脑其他区域

Cell惊人发现:糖尿病和线粒体有关?

  葡萄糖是人体的重要能量来源。在我们代谢含糖食物的时候,血液中的葡萄糖水平也会随着攀升。人们普遍认为,血糖水平主要受胰岛素、肝脏和肌肉的影响。然而耶鲁大学的科学家们发现,大脑神经元的线粒体也在系统性血糖控制中起到了至关重要的作用。本期Cell杂志发表的这项研究可以帮助人们进一步理解二型糖尿病的发展

Nature子刊解开亨廷顿舞蹈病致病蛋白为祸之谜

  来自匹兹堡大学医学院的科学家们第一次确定了,亨廷顿氏病中的异常蛋白引起脑细胞死亡的一个关键分子机制。这一研究发现将有可能在某一天促成一些新方法阻止亨廷顿氏病进行性神经功能退化。  资深研究员、匹兹堡大学医学院神经外科和神经生物学教授Robert Friedlander博士说,亨廷顿氏病患者从父母

《Nature》子刊重磅揭秘帕金森发病机制!这种蛋白是关键!

  帕金森病是一种常见的神经系统变性疾病,我国65岁以上人群PD的患病率大约是1.7%。大部分帕金森病患者为散发病例,仅有不到10%的患者有家族史。  多年来,科学家们已经知道帕金森氏病与脑细胞内α-突触核蛋白质的积聚有关。但是,这些蛋白质团块如何导致神经元死亡是一个谜。  蛋白质聚集和线粒体功能障

首都医科大刘磊、吉训明PLOS最新成果

  作为线粒体动力学中的基本过程,线粒体融合、分裂和运输是由几个主要组件调控的,其中包括Miro。作为一个具有高分子量的非典型Rho样小GTPase,Miro中的GDP/GTP交换可能需要鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEF)的帮助。然而,用于Miro的GEF的还没有得以确定。近期,来自首都医科大学北京脑重

PNAS颠覆传统认知,发现细胞垃圾处理新方式

  人们普遍认为,细胞会降解及回收利用自身老化或受损的细胞器。然而来自加州大学圣地亚哥医学院、约翰霍普金斯大学医学院和Kennedy Krieger研究所的研究人员现在发现,某些神经元将不需要的线粒体转移给了称作为星形胶质细胞的支持性神经胶质细胞进行处理。  发表在6月17日《美国国家科学院院刊》(