神经元与人体健康的关系

本期为大家带来的是神经元与人体健康相关研究的最新成果，希望读者朋友们能够喜欢。

1、 J Biopsych：调节神经元回路能够帮助治疗酗酒症状

DOI： 10.1016/j.biopsych.2016.05.016

人类大脑的背侧纹状体区域对于增强人们的正向行为以及抑制负向的行为具有重要的作用。这一机制调控了人们的目的导向的行为，但同时也与药物以及酒精上瘾有莫大的联系。

根据最近发表在《Biological Psychiatry》杂志上的一项研究，背侧纹状体的两类通路调节了这一过程："go"通路起着油门的作用，负责正向行为的进行，而"no-go"通路则起着刹车的作用，能够抑制人们的酗酒行为。这项由德克萨斯健康医学中心的Jun Wang博士领导做出的研究表明这两大信号统统调节了人们的酒精上瘾行为。

研究者们通过训练小鼠产生重度的酒精上瘾症状，并检测了这一反馈调节通路的平衡调节特征。"就我们所知，这一研究首次发现了过量的饮酒会抑制'no-go'通路的激活"，Wang说道。通过记录细胞的活性，研究者们发现大脑的抑制性神经递质GABA的信号有了逐渐地增强，而这一信号能够明显地抑制no-go信号通路的激活。另外，过量的饮酒会对go信号通路产生完全相反的影响。细胞谷氨酸盐的信号有了明显增强，而谷氨酸盐是大脑主要的激活型神经递质，能够激活go信号。

这一发现揭示了酒精上瘾的内在生物学机制。"这两种信号能够增强个体对酒精的依赖程度，最终导致过量饮酒的发生"。

研究者们通过人为控制细胞对每一条信号通路的响应（包括谷氨酸以及GABA），证明了no-go信号的抑制以及go信号的增强确实会导致酒精上瘾现象的发生，这一发现表明了这两条途径均影响了人们饮酒的行为。

研究者们进一步发现，多巴胺D2受体的激活能够降低GABA的活性以及下调酒精的依赖程度，而GABA的活性则是受到了D2受体下游一种叫做GSK3b的蛋白的影响，该蛋白能够改变GABA受体在细胞中的表达水平。

研究者们认为，这一发现提供了治疗酒精上瘾的新的治疗靶点。通过进一步的研究希望能够设计出治疗酗酒的新方法。

2、 Cell Rep：痛觉神经或许能够保护机体免受真菌感染以及骨骼缺失

DOI： 10.1016/j.celrep.2017.06.002

科学家们最近发现了痛觉神经的一类令人意想不到的功能：它们能够通过CGRP-jdp2信号轴抑制真菌引发的骨骼炎症。

痛觉神经能够扩大皮炎或银屑病等炎症反应的严重程度，尽管它对于过敏反应以及自体免疫炎症反应来说十分重要，但痛觉神经对于传染性疾病的影响目前仍不清楚。最近，研究者们发现表达Nav1.8离子通道的痛觉神经能够抑制真菌感染引发的炎症反应以及骨骼退化。

有意思的是，上述神经元同时表达Dectin-1蛋白，该蛋白能够识别b-谷蛋白引发下游的免疫信号。研究表明，痛觉神经中Dectin-1介导的炎症信号受到明显抑制。进一步的研究发现痛觉神经中Dectin-1信号的激活会产生大量的CGRP（一种神经肽），从而抑制成骨细胞以及其它一些细胞因子的表达。

这项研究的一大突破在于发现了转录因子jdp2能够受CGRP的诱导产生，并且能够直接抑制b-谷蛋白引起的NF-Kb的激活。体内试验也表明Jdp1缺陷型小鼠在受到b-谷蛋白刺激后表现出相对更加明显的炎症反应症状。另外一项研究发现，b谷蛋白引发的痛觉神经中CGRP的产生相比LPS刺激更加明显。

此前的研究已经表明痛觉神经对于炎症反应具有一定的负面影响，而这一最新的发现则表明痛觉神经能够抑制真菌引发的、而非细菌引发的炎症反应。研究者们认为，他们的发现能够帮助针对微生物感染引发的炎症反应以及骨质流失现象的疗法的开发。

3、 Curr Biol：重磅！科学家鉴别出能控制大脑"生物钟"的特殊神经元

DOI： 10.1016/j.cub.2017.06.084

近日，一项刊登于国际杂志Current Biology上的研究报告中，来自弗吉尼亚大学的研究人员通过研究发现，大脑中能够产生快乐信号神经递质多巴胺的神经元或许能够直接控制大脑的昼夜节律中心（生物钟），而该区域能够帮助调节机体的饮食周期、代谢及醒睡周期，从而影响机体适应时差和轮班的能力。

研究者Ali Deniz Guler教授表示，这项研究中我们鉴别出了和昼夜节律中心相联系的多巴胺神经元，这对于我们开发特殊靶向药物来治疗时差和轮班工作给机体带来的不适感，以及多种危险的病理学症状或许非常有帮助；科学家们希望经过了数十年的研究来帮助机体的昼夜节律系统与不停变化的工作状态及不同变化的时间相同步，阐明产生多巴胺的神经元和大脑昼夜节律中心之间的关联或许能够帮助研究人员利用疗法靶向作用这些神经元来缓解旅行者和夜班工作者的不适感，尤其是一些失眠症的患者。

睡眠障碍和异常的昼夜节律会影响大脑和其它器官的健康，而且还会使得涉及异常多巴胺神经递质的很多疾病的症状恶化，包括帕金森疾病、抑郁症、注意缺陷/多动症、双相情感障碍、精神分裂症和药物成瘾性等。研究者Guler说道，理解产多巴胺神经元以及其同机体生物节律之间的关系可能会有很长的一段路要走，但后期我们还会通过更深入地研究来进行探索，开发有效缓解严重病理学表现引发的副作用的新型疗法。

研究人员能够专门识别大脑中控制生物昼夜节律的神经回路，从而为治疗一系列疾病提供治疗靶点；文章中，研究人员利用了两种类型的小鼠进行研究，一种小鼠为正常小鼠，而另外一种则为机体中多巴胺信号被干扰的小鼠，通过每六个小时改变两组研究对象的光照时间表来产生一种时差综合征的影响，研究者发现，多巴胺干扰的小鼠往往需要花费较长的时间来同步这六小时的改变，这就阐明了多巴胺神经元和机体大脑昼夜节律中心之间的反馈途径。

最后研究者表示，当我们参与一些摄食等有益活动时，我们或许会无意间影响机体的生物昼夜节律，而且我们还发现了控制大脑生物钟的神经元，或为后期开发多种神经变性疾病的新型疗法提供了新的思路和希望。

4、 Cell Rep：清华科学家发现促进高脂饮食摄入的特殊神经元

肥胖是一个全球性问题，很多人认为食物摄入过多是导致肥胖的主要原因。但是影响食物摄入的可调节性神经回路还没有得到充分的研究。在一项发表在国际学术期刊Cell Reports上的研究中，来自清华大学麦戈文脑科学研究院的宋森研究员带领研究团队发现位于基底前脑的生长激素抑制素神经元（somatostatin neurons，SOM）和伽马氨基丁酸能神经元（GABAergic neurons，VGAT）在调节进食方面发挥着特定作用。

就目前来说，人们可以轻松获得相对便宜且可口并富含能量的食物，不用担心食物匮乏，这是导致肥胖流行的一个非常关键的环境因素。有研究认为在这种环境下享乐饮食行为是导致食物过度摄取的主要贡献力量，在这种情况下食物的摄入并非代谢所需而是受进食过程中的奖赏体验所推动。许多科学家对于神经对进食的调控进行了大量研究，但是哪些特定神经元群体负责脂肪摄入的调控目前还不清楚。

在这项研究中，研究人员利用光遗传学技术刺激小鼠基底前脑的SOM神经元发现能够在几分钟内增加脂肪和蔗糖的摄取并促进小鼠产生类似焦虑的行为。他们又进一步通过光遗传技术刺激基底前脑的SOM神经元向下丘脑外侧区发出的投射，发现能够导致对脂肪的选择性摄入。除此之外，激活基底前脑的VGAT神经元可以快速诱导小鼠对食物摄取的增加以及啃咬行为。

研究人员通过对全脑的输入和输出信号进行匹配研究发现基底前脑的SOM神经元可以与其他参与进食和情绪调节的脑部区域形成双向的连接。

总得来说，这些研究结果表明基底前脑的SOM神经元在进食方面发挥着选择性调控作用。

5、 PLoS ONE：新技术可检测小脑间质神经元的功能

DOI： 10.1371/journal.pone.0179347

小脑是存在于头部后侧的大脑结构，负责调控机体的运动。相对于其它脑部活动，小脑的神经循环相对简单。然而，目前科学家们仍不完全了解其调控机体活动以及学习活动的机制。小脑中存在多种不同类型的神经元，要想分离其中每一条神经元并研究其功能目前仍存在挑战。

Purkinje神经元是小脑向外界传递信息的唯一神经元细胞，但其的活性受到周围细胞的影响。研究者们目前对于这些邻近细胞移植Purkinje神经元的激活以及对下游活动调控的影响进行了深入的研究，但目前还难以进行单独分离。

最近，来自MPFI的研究者们发表在《plos one》杂志上的一篇文章介绍了选择性靶向邻近神经元的技术，该技术涉及到小鼠遗传修饰模型。通过给邻近神经元转入c-kit基因，将其与其它类型的细胞分离开来。

C-kit是邻近抑制性神经元中大量表达的一类蛋白质，但在小脑其它类型的神经元中表达量却较低。这使得该基因成为了理想的遗传修饰靶点。通过对小鼠进行c-kit遗传修饰，研究者们能够对这类神经元进行分离以及利用光遗传学或化学遗传学的手段进行体外研究。该技术或许具备体内研究的前景。

"我们的新方法改变了目前这一领域的常规研究思路"，该研究的作者之一Rowan说道。通过理解上述邻近神经元在小脑中的作用机制，研究者们希望能够鉴定出影响运动能力的机制，并且对一些因小脑病变导致的行动不便症状提供新的治疗方案。

6、Neuron：神经元如何感知日常生活

最近，来自伦敦国王学院的研究者们发现了神经元连接随着日常经历而发生改变的分子机制，从而能够促进学习以及记忆的形成。相关结果发表在《Neuron》杂志上。这项研究对于治疗神经以及心里紊乱等症状具有潜在的意义。

我们大脑最突出的一类特征就是能够识别并解读生活中复杂的外界信息。为了达到这一目的，大脑会经历一类叫做"experience-dependent plasticity"的过程。在这一过程中，神经元系统通过对外界经历进行适应，从而产生学习以及形成记忆的能力。举例来讲，所有婴儿都具有学习语言的能力，但这一能力的实现需要依赖于外界的语言环境。

在神经或心理紊乱的疾病发生过程中，大脑的这一机制遭到了破坏，从而产恒抑郁、躁郁症以及精神分裂症等疾病。因此，找到这一过程的关键分子机制对于开发新型的治疗方法具有显著的意义。

在这项研究中，研究者们发现大脑对外界环境的适应需要一类叫做Brevican蛋白的参与。此外，这一蛋白的缺陷会导致短期空间记忆的缺失。作者发现，Brevican蛋白是大脑中丰度最高的蛋白之一，它影响了神经元的弹性，驱动了大脑对环境改变的反应。另一方面，该蛋白能够调节PV+神经元的内在特性，以及塑造其与其它神经元之间的联系。这些发现表明Brevican蛋白能够受到外界环境的影响进行动态调节，而且对于空间记忆以及短期记忆的形成至关重要。

7、 Genes & Devel：两个关键基因或能帮助产生负责学习和记忆功能的神经元

doi： 10.1101/gad.298752.117

近日，来自耶鲁大学的研究人员通过研究发现了两个关键基因，这两个基因或许能够在成年哺乳动物机体中扮演分子助产士的作用，当其在小鼠机体中失活时就会诱发脆性X染色体综合征，这是一种机体精神发育迟滞的主要原因，相关研究刊登于国际杂志Genes & Development上。

在人类和小鼠机体中，神经元往往在出生之前就已经产生，而且当处于成年阶段时机体很少会产生大脑神经细胞，本文研究中，研究人员所鉴别出的两个关键基因（PUM1和PUM2）对于大脑中负责学习和记忆区域的神经元的产生至关重要。

当PUM1和PUM2这两个Pumilio基因在小鼠中被敲除后，小鼠大脑相关区域中就很少有神经干细胞产生了，而且该区域会变得非常小；随后小鼠将不再能够在迷宫中进行"导航"了，同时也会表现出和人类脆性X染色体综合征相同的病症。

研究者Haifan Lin指出，这两个基因能够控制RNA是否会被转录进而翻译产生蛋白质，进行相关基因调节的研究具有重大意义，但目前研究人员对此研究较少；后期研究中研究人员还将进行更为深入的研究来探讨PUM1和PUM2这两个基因帮助产生大脑神经元细胞的精细化分子机制。