应激相关中枢脑区和交感神经系统对肿瘤进展的作用

应激无处不在,而感知应激并调节身体机能以应对危险,是生命体生存的重要机制。然而过度或长期的应激则会发展成焦虑(anxiety),损害生物体的健康。近年来大量研究表明,应激和焦虑会促进肿瘤的发生发展。它们主要通过激活交感神经系统(sympathetic nervous system)释放相关的激素或外周神经递质,激活肿瘤细胞及微环境上的相关受体促进肿瘤的增殖、生存及血管生成,导致肿瘤进展的加速,同时也损害机体的免疫反应,使肿瘤细胞逃脱免疫系统的“监控”。然而应激感知和焦虑反应相关的神经环路如何通过交感神经系统与肿瘤关联并影响肿瘤发生发展的确切机制尚不清楚。本文就焦虑相关神经系统网络与交感神经系统的连接及交感系统对肿瘤的影响途径进行总结综述,为未来癌症的治疗奠定理论依据。

通过神经—内分泌—免疫—代谢网络互作维持的自愈体系理解中医药学原理

中医药现代化是新时代生命科学的分支内容,也是全球前沿科学的重要方向之一。中医观点中“正气存内,邪不可干”,是指人体正气足,外邪就无法入侵导致疾病。中医的“正气”指的是机体免疫力,是机体自愈力的来源。现代前沿科学认为,机体通过神经—内分泌—免疫—代谢网络的调控维持机体稳态平衡和健康;与之相统一的传统中医药理论藏象学说则认为,人体各脏腑相互联系,五脏化生,共同调动正气,正气盛则人体自愈力强。通过揭示机体稳态的网络调控机制有助于我们更好地理解中医药的整体观与精准干预,以及通过多靶点﹑多脏器的干预来发挥药物对疾病的治疗作用。运用前沿神经科学的思路及技术解读中医药学原理,以整体观与系统论为启发,以中医药临床与系统生物学等学科兼容并蓄,建立新的基础与临床研究框架,将推动还原论主导的现代医学体系与系统论启发的传统中医有效融合,推动藏象学说和自愈体系的调控理论在医学中运用。

脑干蓝斑到前庭神经核的神经环路投射及在压力应激下的激活研究

前庭神经核(Vestibular Nuclei)是保持平衡的关键核团,其功能异常与晕动病、前庭偏头痛、帕金森氏病等多种疾病状态密切关联,压力应激往往加重以上疾病的症状并伴随着蓝斑(Locus Coeruleus)去甲肾上腺素能系统的激活。该研究利用转基因小鼠结合病毒示踪显示从蓝斑到前庭神经核的神经投射,并利用酪氨酸羟化酶(Tyrosine Hydroxylase)抗体免疫荧光染色确定蓝斑-前庭神经核的投射为去甲肾上腺素能。结果显示,小鼠在睡眠剥夺压力刺激下蓝斑去甲肾上腺素能神经元被强烈激活,而前庭神经核神经元激活不明显,提示睡眠剥夺可能通过蓝斑-前庭神经核的去甲肾上腺素能神经调制起作用。该结果可为继续探究蓝斑-前庭神经核神经环路在压力应激与前庭神经核功能调控之间的重要作用提供解剖结构学基础。

中枢神经环路调节骨代谢

骨重塑是维持骨稳态(bone homeostasis)的重要过程,人们通常认为骨重塑主要接受内分泌激素调节。近年来,越来越多的证据表明,中枢神经系统通过传出神经直接参与骨稳态调节。虽然,大脑和骨骼组织之间已被证实存在明确的神经连接,但这些神经联系在大脑调节骨稳态中的作用还不十分清楚。本文将关注骨与脑之间的神经联系,分别从中枢神经系统和神经环路(neural circuit)、自主神经系统以及感觉神经系统对骨稳态的调控等方面介绍大脑调控骨代谢(bone metabolism)领域的最新进展。

肠道感知与生物适应性

肠道(gut)是机体与外界交流的重要器官,吸收营养并排出废物,在维持机体稳态和生理功能方面起着至关重要的作用。肠道中存在丰富的细胞类型和神经信号分子,研究表明,肠道细胞上的特定受体能够被食物激活,从而感知味道和营养成分,并将信息直接或间接向大脑传递。肠道感知(intestinal perception)是自然界多种生物中普遍存在的感觉系统,具有物种保守性。因此,肠道感知相关的研究,对理解物种的进化和生物在自然界中的适应性机制具有重要意义。本文对肠道不同物质感知的分子及环路机制的研究现状进行了简要综述,为进一步研究肠-脑轴神经环路在生物个体进化中的作用及生物的物种-环境共生进化的理论提供依据。

植入式神经电极阵列器件与材料的研究进展

人脑与电脑通过连续高通量的信息交互来实现深度融合是神经工程领域的重要发展愿景。脑机融合技术不但可以大幅提升运动残障、精神疾病、感知觉缺失能等多种疾病患者的治疗效果,更可以将电子计算机系统中存储的海量信息以及高速数值计算能力直接传递给人脑,从而赋予个人"超能力"。植入式神经电极阵列是发展宽带脑机融合智能系统所不可或缺的关键界面器件。一方面,植入式电极阵列可以同时保证大范围和高精度地记录神经元动作电位的精确发放时间和波形,为充分抽提神经信息,解读脑神经网络的活动奠定坚实基础。另一方面,借助植入式电极阵列对神经元进行高时空精度地信息写入,不但可以向脑内直接传入新信息,也可能改变神经精神疾病(例如帕金森氏症、癫痫和重度抑郁等)患者的异常神经网络活动,从而缓解症状或治疗疾病。电极阵列的微纳加工工艺、电极的理化特征及其与神经组织的界面效应是目前脑机接口技术前端研究的重要方向,而纳米材料和纳米器件等新技术在神经电子界面优化方面的重要作用也愈发明显。

蜜蜂对复合气味中特征因素的选择性记忆巩固的研究

目的 蜜蜂天生具有丰富的嗅觉辨识能力,觅食、交配、导航以及社交活动均依赖其嗅觉系统,是研究嗅觉感知和学习记忆的行为及神经机制的理想模型。蜜蜂既能够将某个复合气味作为一个整体也可以将复合气味的各组成成分进行辨别和区分,但是在特征依赖的联合记忆中依据何种原则进行加工并存储到长期记忆还不清楚。方法 本文利用特征阳性(feature positive:AB+,B-)和特征阴性(feature negative:AB-,B+)的奖赏性嗅觉条件化,训练蜜蜂对复合气味和成分气味的辨别,并检测蜜蜂对复合气味(AB)、成分气味(B)以及特征气味(A)的中长时记忆(3 h)和长时记忆(24 h)。结果 在特征阳性的奖赏性嗅觉条件化中,蜜蜂对训练过的气味可以形成稳定的中长时和长时记忆,并且对复合气味中的特征气味的记忆与复合气味的记忆呈现高度相似。但在特征阴性的奖赏性嗅觉条件化中,蜜蜂虽能够在3 h和24 h对训练过的两种气味具有显著的伸喙反应差异,且对特征阴性的气味无显著反应,但对复合气味的反应随时间的推移而增加。结论 实验结果表明,蜜蜂选择性地将与奖赏信息联合出现的气味巩固到长时记忆中,但并未依据特征成分加工储存到长时记忆中。奖赏信息预示着食物源,与生存息息相关,表明对环境信息进行选择性的记忆巩固加工并储存可能是低等动物高效地编码生存相关信息的重要策略。

凉味剂对电子烟气溶胶吸入小鼠模型的成瘾性作用研究

目的:本实验采用电子烟气溶胶慢性暴露小鼠模型,结合经典的奖赏性行为及戒断焦虑行为检测手段,研究电子烟雾化液及其凉味添加剂(WS-23)对成瘾行为的影响。方法:本实验分为溶剂组(PG/VG)、纯尼古丁组(PG/VG+尼古丁)、纯凉味剂组(PG/VG+WS-23)、凉味尼古丁组(PG/VG+WS-23+尼古丁)。实验小鼠在经过连续4周、每天半个小时的电子雾化液气溶胶全身雾化暴露后,采用条件位置性偏好实验以及情绪行为检测实验对各组雾化液气溶胶的奖赏性偏好和戒断症状进行评估。结果:(1)长期短时程周期气溶胶暴露并未引起小鼠明显的奖赏性偏好行为;纯凉味剂及凉味尼古丁气溶胶暴露导致小鼠产生明显的厌恶性行为。(2)停止暴露48小时后,凉味尼古丁气溶胶慢性暴露小鼠表现出一定程度的焦虑样行为;纯凉味剂及凉味尼古丁气溶胶暴露小鼠的运动减少;(3)纯尼古丁及凉味尼古丁气溶胶暴露小鼠戒断48小时后血清检测皮质酮水平都有升高趋势,提示含尼古丁气溶胶戒断后小鼠有焦虑相关的激素反应。结论:本研究通过建立电子烟气溶胶慢性暴露小鼠模型并结合奖赏相关行为学分析,鉴定了凉味剂本身不具有奖赏性,在与尼古丁雾化液混合后降低含尼古丁气溶胶对小鼠的奖赏性刺激。本研究中建立的技术方法将为电子雾化产品的成瘾性精神作用评估提供研究依据。