本文中，小編整理了多篇重要研究成果，共同聚焦大腦健康相關(guān)研究，分享給大家！
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【1】J Neurosci：關(guān)鍵蛋白調(diào)節(jié)大腦發(fā)育
doi：10.1111/jnc.15149
正常的大腦發(fā)育需要神經(jīng)元和非神經(jīng)元（也稱為神經(jīng)膠質(zhì)）細(xì)胞之間的精確相互作用。筑波大學(xué)的研究人員在一項(xiàng)新研究中揭示了蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（PRMT）1的喪失如何導(dǎo)致神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞破裂并影響大腦的正常發(fā)育。
PRMT修飾其他蛋白質(zhì)的特定氨基酸，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的關(guān)鍵功能，例如存活，增殖和發(fā)育。在迄今為止已確定的PRMT家族的許多成員中，PRMT1是最常見的成員之一，它控制組織的發(fā)育和壽命以及應(yīng)激反應(yīng)。由于PRMT1的完全敲除（即發(fā)育過程中所有組織中蛋白質(zhì)的損失）會(huì)導(dǎo)致胚胎發(fā)育失敗，因此最近對PRMT1的組織特異性敲除進(jìn)行了越來越嚴(yán)格的研究，以了解PRMT1如何促進(jìn)組織發(fā)展。
【2】新發(fā)現(xiàn)！生殖細(xì)胞或許喜歡“吃甜食”并將這種特性傳遞給機(jī)體大腦！
doi：10.1038/s42255-020-0266-x
與細(xì)胞相比，我們的工作似乎很輕松，當(dāng)細(xì)胞努力工作分解一些分子并構(gòu)建其它分子時(shí)，我們所做的只有一件事情，即喂它們，但我們到底應(yīng)該給它們喂什么呢？考慮到內(nèi)部不斷發(fā)生的競爭，這或許并不是一件容易解決的問題，諸如脂肪細(xì)胞等細(xì)胞類型渴望脂質(zhì)，而其它類型的細(xì)胞則更喜歡蛋白質(zhì)或糖類，當(dāng)我們的大腦在面對諸如牛排或冰激凌等困難選擇時(shí)，其是如何將所有競爭性需求進(jìn)行考慮并做出決定的呢？
近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Nature Metabolism上題為“Cellular metabolic reprogramming controls sugar appetite in Drosophila”的研究報(bào)告中，來自葡萄牙Champalimaud研究中心等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，性細(xì)胞營養(yǎng)需求的改變或會(huì)使得雌性果蠅更加渴望糖分，截止到目前為止，這種現(xiàn)象主要是在病理性狀況下進(jìn)行描述的，即癌癥，研究者在卵子形成的正常生理學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，其或?yàn)楹笃陉U明機(jī)體生育力和營養(yǎng)之間的關(guān)系提供一定的基礎(chǔ)。
那么一小群細(xì)胞到底是如何影響整個(gè)生物體的行為呢？答案或許來自于腫瘤學(xué)研究，當(dāng)一個(gè)細(xì)胞發(fā)生癌變時(shí)，氣就會(huì)開啟優(yōu)先消耗糖分的細(xì)胞及其，并將其轉(zhuǎn)化成為細(xì)胞繁殖所需要的基本構(gòu)件，在此過程中，細(xì)胞會(huì)改變其飲食偏好和功能，這被稱之為代謝重現(xiàn)城，其是腫瘤生長的關(guān)鍵。而這種現(xiàn)象似乎也在非病理性過程中也被記錄在案，然而研究者并不清楚是否細(xì)胞的代謝轉(zhuǎn)化會(huì)劫持生物體的進(jìn)食決定，這或許就是研究人員后期需要深入研究的問題。
doi：10.1038/s41467-020-17861-7
近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Nature Communications上題為“A spike-timing-dependent plasticity rule for dendritic spines”的研究報(bào)告中，來自蒙特利爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究揭開了隱藏在機(jī)體記憶和學(xué)習(xí)能力背后的分子機(jī)制，尤其是大腦如何處理、存儲和整合信息的。文章中，研究人員分析了在突觸可塑性過程中樹突棘的功能和形態(tài)轉(zhuǎn)變，樹突棘是位于神經(jīng)元分支上的微小突起，其被認(rèn)為是大腦學(xué)習(xí)和記憶背后的基礎(chǔ)機(jī)制。
研究者Araya表示，我們非常激動(dòng)，因?yàn)檫@是我們第一次發(fā)現(xiàn)突觸可塑性的規(guī)則，其是一個(gè)與大腦記憶形成直接相關(guān)的過程，通過這種方式，研究人員就能很好地理解可塑性以及當(dāng)大腦皮層中的神經(jīng)元接收單一或多種感覺信息流時(shí)，記憶是如何形成的。大腦由數(shù)十億個(gè)能夠興奮的神經(jīng)元細(xì)胞組成，神經(jīng)元細(xì)胞專門負(fù)責(zé)通信和信息處理過程；研究者指出，想象一下樹，樹根以軸突為代表，中央樹干則以細(xì)胞體為代表，外圍分支以樹突為代表，最后樹葉則以樹突棘為代表，這些成千上萬的小葉子充當(dāng)了從其它細(xì)胞接收興奮性信息的通道，其會(huì)決定是否這些信息足夠重要，以至于能被放大并傳播到其它神經(jīng)元細(xì)胞中。
【4】Nature：重編程大腦細(xì)胞或能幫助機(jī)體更加靈活地做出決定
doi：10.1038/s41586-020-2704-z
打招呼時(shí)避免握手，坐火車必須佩戴口罩，對著手肘打噴嚏等等，COVID-19疫情的流行戲劇性地表明，人類擺脫行為習(xí)慣并學(xué)習(xí)新的行為是多么的重要，而且動(dòng)物也必須能夠迅速適應(yīng)環(huán)境條件的變化；近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Nature上的研究報(bào)告中，來自瑞士蘇黎世大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，重編程大腦細(xì)胞或能幫助機(jī)體更加靈活地做出決定。研究者Fritjof Helmchen教授表示，大腦的可塑性形成了其擁有這種能力的基礎(chǔ)，但目前科學(xué)家們或許并不清楚其背后的生物學(xué)機(jī)制，這項(xiàng)研究中我們通過研究發(fā)現(xiàn)，位于眼睛后面的大腦皮層區(qū)域—眼窩前額皮質(zhì)（orbitofrontal cortex）或許能夠重編程位于機(jī)體感覺區(qū)域的神經(jīng)元細(xì)胞。
通過對小鼠進(jìn)行研究后，研究人員在受控條件下模擬了其再學(xué)習(xí)的過程，并研究了在學(xué)習(xí)過程中單一神經(jīng)元水平下所發(fā)生的變化，首先研究者對小鼠進(jìn)行訓(xùn)練，讓其每次用胡須接觸粗砂紙時(shí)都舔一下，同時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)其一杯蔗糖水，然而，當(dāng)小鼠用細(xì)砂紙摩擦其胡須時(shí)其并不被允許舔一下，如果小鼠這樣做了，它們就會(huì)被懲罰并發(fā)出一種輕微的惱人聲音，一旦小鼠明白了如何去完成它們的任務(wù)時(shí)，情況就會(huì)發(fā)生改變，如今，當(dāng)使用細(xì)砂紙而并非粗砂紙對小鼠進(jìn)行研究后，小鼠的獎(jiǎng)賞就會(huì)被送到，經(jīng)過少量的練習(xí)后，小鼠很快就會(huì)學(xué)會(huì)這種新的相反的行為模式。
新聞閱讀：Too much or too little sleep bad for your brain
一項(xiàng)新的研究表明，每個(gè)人都需要睡眠，但是睡眠太少或太多可能會(huì)導(dǎo)致思維下降。睡眠不足被定義為一個(gè)晚上四個(gè)小時(shí)或更少的時(shí)間，而睡眠過多被認(rèn)為是一個(gè)晚上10個(gè)或更長時(shí)間。理想的睡眠時(shí)間則為七個(gè)小時(shí)。根據(jù)國家睡眠基金會(huì)的說法，睡眠是必不可少的，因?yàn)樗梢允鼓纳硇幕謴?fù)活力。適量的睡眠還可以幫助您保持健康并預(yù)防疾病。
沒有足夠的睡眠，大腦將無法正常運(yùn)行，從而削弱注意力，思維和記憶處理能力。但是，這些關(guān)聯(lián)的潛在機(jī)制仍不清楚。根據(jù)最近的研究，睡眠過多可能伴隨著腦部炎癥反應(yīng)的升高。同時(shí)，睡眠不足可能會(huì)增加腦脊髓液中淀粉樣蛋白斑塊和tau蛋白的水平，這是阿爾茨海默氏病的標(biāo)志。
圖片來源：Zita Santos & Carlos Ribeiro
【6】Brain解讀：科學(xué)家或有望利用新型基因療法來治療多種人類大腦疾病
doi：10.1093/brain/awaa161
一個(gè)單獨(dú)的基因突變會(huì)誘發(fā)一種改變生命的疾病，并會(huì)對機(jī)體多個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，比如幾十種溶酶體儲存疾病，其是由單一基因突變影響了細(xì)胞中代謝大分子的關(guān)鍵酶類的產(chǎn)生所致，這些疾病會(huì)影響機(jī)體多個(gè)器官的功能，尤其是大腦，其會(huì)給患者帶來不同程度的智力障礙；而基因療法或許有望治療這些疾病，但大腦自身的保護(hù)性機(jī)制—血腦屏障一直是研究人員所面臨的技術(shù)障礙。
近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Brain上題為“Global CNS correction in a large brain model of human alpha-mannosidosis by intravascular gene therapy”的研究報(bào)告中，來自賓夕法尼亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們成功應(yīng)用基因療法平臺，糾正了人類遺傳性疾病大型動(dòng)物模型大腦的缺陷。研究者John H. Wolfe表示，這是首個(gè)患有人類遺傳性疾病的動(dòng)物模型，其表現(xiàn)出智力障礙（人類綜合征的一部分），如今我們就能糾正該模型整個(gè)大腦中的生化和病理性損傷；如今研究人員能夠?qū)Χ嗄暧绊懘竽X功能的人類遺傳性疾病模型進(jìn)行研究，在基因療法的幫助下，一種病毒運(yùn)輸載體就能提供突變基因的正常版本來糾正疾病，如今研究人員取得了一定的研究成果，或有望治療嚙齒類動(dòng)物的神經(jīng)變性疾病，然而，對高等動(dòng)物較大尺寸的大腦應(yīng)用相同的療法或許僅會(huì)產(chǎn)生部分疾病糾正的效應(yīng)。
【7】Science：線粒體或能促進(jìn)大腦發(fā)育期間神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元細(xì)胞的轉(zhuǎn)變
doi：10.1126/science.aba9760
線粒體是能為機(jī)體每個(gè)細(xì)胞提供能量非常重要的小型細(xì)胞器，尤其是對于需要能量維持正常功能的大腦，近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Science上的研究報(bào)告中，來自Flanders生物技術(shù)研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，線粒體或能在大腦發(fā)育期間調(diào)節(jié)關(guān)鍵的事件，即如何調(diào)節(jié)神經(jīng)干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)細(xì)胞；線粒體會(huì)在這一精確的時(shí)期影響細(xì)胞的命運(yùn)開關(guān)，人類這一關(guān)鍵時(shí)期的長度是小鼠的兩倍，相關(guān)研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了線粒體的重要功能，其或有望幫助研究人員解釋人類為何會(huì)在進(jìn)化過程中發(fā)育出更大尺寸的大腦，以及線粒體的缺陷如何會(huì)誘發(fā)神經(jīng)發(fā)育疾病的發(fā)生。
大腦是由數(shù)十億不同的神經(jīng)元組成，當(dāng)干細(xì)胞停止自我更新及分化為特殊類型的神經(jīng)元時(shí)，其首先就會(huì)在發(fā)育中的大腦中出現(xiàn)，這一過程稱之為神經(jīng)發(fā)生（neurogenesis），其能被精確調(diào)控從而產(chǎn)生大腦中復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，研究者認(rèn)為，神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)元的方式上的微小差異或許就是引發(fā)大腦尺寸和復(fù)雜性極具增加的根源。為了深入解析其中的過程，研究人員對細(xì)胞中的線粒體進(jìn)行了深入研究。
【8】Hypertension：長期高血壓或會(huì)損傷大腦的血管健康
doi：10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.15073
近日，一篇發(fā)表在國際雜志Hypertension上的研究報(bào)告中，來自密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，長期高血壓或會(huì)增加大腦中小血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)，而這往往與癡呆癥和中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)直接相關(guān)；長期以來我們都知道，高血壓會(huì)導(dǎo)致中風(fēng)發(fā)生，然而過去研究僅將高血壓與阿爾茲海默病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，這項(xiàng)最新研究中，研究人員重點(diǎn)分析了高血壓如何影響大腦的小血管病變（cerebral small vessel disease），其是中風(fēng)和癡呆癥患者發(fā)生最頻繁的腦血管疾病。
文章中，研究人員對在研究開始時(shí)未患中風(fēng)或癡呆癥的1686名成年人進(jìn)行研究并分析了參與者的數(shù)據(jù)，研究者在參與者中老年時(shí)期對其進(jìn)行血壓測定，同時(shí)進(jìn)行大腦MRIs掃描來檢查大腦不同部位是否存在腦部微出血狀況、腦組織中小規(guī)模血液產(chǎn)物的積累以及腦組織死亡等表現(xiàn)，這些問題均是大腦小血管病變的征兆。
【9】Neurology：多吃魚類真能保護(hù)大腦免于空氣污染所帶來的傷害嗎？
doi：10.1212/WNL.0000000000010074
日前，一篇發(fā)表在國際雜志Neurology上題為“Erythrocyte omega-3 index， ambient fine particle exposure and brain aging”的研究報(bào)告中，來自哥倫比亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，如果每周能攝入1-2份以上的烤魚或貝類，老年女性或能獲得足夠多的Ω-3脂肪酸來抵消空氣污染對大腦的不良影響。
這項(xiàng)研究中，研究人員對未患癡呆癥的老年女性進(jìn)行研究，分析了LCn3PUFA（一種Ω-3脂肪酸）是否會(huì)修飾PM2.5對大腦正常腦容量的神經(jīng)毒性效應(yīng)，研究人員共招募了1315名年齡在65歲至80歲之間未患癡呆癥的女性進(jìn)行研究，對參與者進(jìn)行了結(jié)構(gòu)大腦MRI掃描檢查；同時(shí)研究人員讓參與者完成了關(guān)于飲食、體育鍛煉和自身病史的調(diào)查問卷，研究者發(fā)現(xiàn)，在居住在空氣污染水平嚴(yán)重的老年女性群體中，血液中Ω-3脂肪酸水平最低的女性要比Ω-3脂肪酸水平最高的女性腦萎縮的更明顯。
【10】Mol Brain：食品添加劑中的過量丙酸會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)育異常！
doi：10.1186/s13041-020-00626-0
韓國大腦研究所(KBRI，由Suh Pann-ghill領(lǐng)導(dǎo))近日宣布，由Mun Ji-young博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組揭示了由人類腸道微生物失衡導(dǎo)致自閉癥的機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表國際科學(xué)雜志Molecular Brain上。人類的腸道通常被稱為"第二大腦"。"腸腦軸"是指吸收到腸道的物質(zhì)通過血管進(jìn)入大腦并對其產(chǎn)生影響的概念。隨著這一概念繼續(xù)得到廣泛關(guān)注，過去幾年里科學(xué)家們進(jìn)行了一系列相關(guān)研究。
據(jù)推測，自閉癥可能與人類腸道微生物有關(guān)，因?yàn)樽蚤]癥兒童經(jīng)常經(jīng)歷胃的紊亂，如腸易激綜合征。然而，自閉癥和人類腸道微生物群之間的確切關(guān)系還有待確定。最近，有報(bào)道稱，給小鼠注射丙酸(PPA)后，小鼠表現(xiàn)出類似自閉癥狀的行為。PPA是一種食品添加劑，用于延長加工食品的貨架期，甚至在乳制品、罐頭食品等產(chǎn)品中也有。（生物谷Bioon.com）
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