当代脑计划研究进展

科技的进步让人们对大到宇宙小到微观粒子的世界有深入的认识,但是人类对自身大脑的精细结构和运行机制的了解甚少。为此,多个国家和地区纷纷提出并开展"脑研究计划",简称"脑计划",以提高对人类大脑的认知,并寻求治疗神经及精神系统疾病的方法。本文对近年来欧盟、美国、日本及我国开展的"脑计划"进行综述,分别介绍各个国家和地区"脑计划"的研究方向及取得的突破性成果,介绍正在开展的"齐鲁脑计划"。"脑计划"的开展有利于推动人工智能等相关学科进步和经济社会发展,未来"脑计划"的实施需要更深入的国际合作。

创伤性脑损伤后基因表达谱数据的权重基因共表达网络分析

目的通过对创伤性脑损伤(TBI)后脑组织的基因表达谱数据进行权重基因共表达网络分析(WGCNA),筛选具有重要意义的基因集,并明确其涉及的功能及信号通路,为TBI的机制研究和治疗提供参考。方法在基因表达数据库(GEO)中下载大鼠TBI基因表达谱数据GSE2871,将全部47个大鼠脑组织样本的8799个基因的表达情况进行WGCNA分析;计算选择β加权软阈值后,对全部基因构建无向加权基因网络,识别具有高度绝对相关性的基因集;从数据库中获取样本信息并计算样本特征与模块间的相关性,选取与损伤程度及取样部位相关的模块进行基因本体(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析,从而获悉上述关键模块中基因涉及的生物学过程和通路;计算关键模块内基因的模块相关度和性状相关度,进而遴选关键模块中的核心基因。结果将GSE2871表达谱数据库中的所有大鼠脑组织样本和基因纳入WGCNA,共得出22个模块,分别标记为模块A~V。其中模块E、G、T、U与取样部位显著相关,模块E和模块G同时与损伤程度显著相关;GO分析和KEGG通路分析提示,与损伤程度和取样部位均显著相关的模块E、G中的基因主要参与白细胞迁移、细胞趋化及各种免疫反应调控等相关生物学过程,涉及抗原处理与呈递、细胞因子-细胞因子受体相互作用及白细胞介素(IL)-17信号等信号通路。与取样部位显著相关的模块T、U主要参与低氧反应、细胞代谢、细胞膜离子通道调控和信号传导等生物学过程,涉及神经退行性疾病信号通路、核糖体、自噬、神经活性的配体-受体相互作用等信号通路;Tuba1b/1c、Ifitm3、Cebpd、Nfkbia、Serinc3、Pmpcb、Cyp4a8等为上述关键模块的核心基因。结论与大鼠TBI显著相关的基因主要参与免疫激活、炎症反应、能量代谢异常、钙离子通道失调、自噬异常及细胞凋亡等病理生理环节。

脑胶质母细胞瘤模型研究概况及类脑模型的研发应用

胶质母细胞瘤是恶性程度最高的胶质瘤,建立针对胶质母细胞瘤弥漫性、浸润性生长特征的实验模型,是基础研究的核心。本文系统梳理了近年来国内外有关脑胶质母细胞瘤体内和体外研究模型的建立方法、应用概况及局限性,指出现有的脑胶质母细胞瘤研究模型虽在不断改进与完善,且在某些方面推进了该病的基础研究,但却无法模拟人体脑胶质母细胞瘤生长的复杂环境,揭示该病的动态发病机制及可能的药物作用途径。课题组经过多年的探索,研发了类脑器官模型,该模型可模拟大鼠体内大脑的发育过程,并与颅脑胶质母细胞瘤模型建立了共培养系统,能实现体外直观的实时观察肿瘤细胞的侵袭特征,为进一步研究脑胶质母细胞瘤的发病机制奠定了基础。并可从中分选出侵袭性肿瘤细胞与非侵袭性肿瘤细胞,进行下一步基因组学的系统分析,从而有望筛选出靶向侵袭性胶质母细胞瘤细胞的药物。

儿童及青春期垂体腺瘤基础及临床的研究进展

垂体腺瘤是常见的一类颅内良性肿瘤,可分为功能性及无功能性腺瘤。成人患者的临床表现及诊疗特点目前已研究的较为完善。但儿童及青春期患者的发病率较低,由于具有年龄段特点、颅面部骨质情况、诊治配合度及后续发育等问题,导致其临床表现及诊断、治疗及预后均有与成年患者不同。本文对儿童及青春期垂体腺瘤患者的基础及临床研究方面的进展进行综述。

靶向小类泛素化修饰的胶质瘤治疗新策略

蛋白质的小类泛素(SUMO)化修饰(SUMOylation)是一种动态的翻译后修饰,涉及了细胞一系列的生理过程。值得注意的是,SUMO化也在多种癌症病理过程中发挥重要作用,其中包括严重危害人类健康的脑胶质瘤。本文回顾分析SUMO化修饰与胶质瘤相关的核心文献,着重探究SUMO化修饰过程中的关键靶点,可望作为胶质瘤治疗有潜力的新方法,为其精准靶向治疗提供新的策略。

神经调控技术简述

神经调控是利用侵入性或非侵入性技术、采用物理性(光、磁、电、超声)或化学性手段改变神经系统功能的生物医学工程技术。过去的30年里,随着人们对脑功能调控机制的深入研究以及现代科学技术的发展,神经调控已经从基本概念转化为临床应用,从单纯技术发展成百亿产业。同时,新兴的神经调控技术也不断涌现。神经调控技术的发展不但为神经科学基础研究提供了全新的研究工具,也为神经系统疾病临床治疗提供了崭新的干预手段。将简述神经调控技术的发展现状和应用领域,阐明不同神经调控技术的作用原理和优劣势,以及展望神经调控技术的发展前景。