β淀粉样蛋白42寡聚体诱导神经元毒性和阿尔茨海默病病理形成

目的探究β淀粉样蛋白(Aβ)42寡聚体对神经元毒性的作用及诱导产生类似阿尔茨海默病(AD)病理的机制。方法采用Western blot检测和透射电子显微镜对合成的Aβ_(42)寡聚体进行鉴定。为评估Aβ_(42)寡聚体的影响,使用2,5-二苯基四氮唑溴盐检测细胞活性,将10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与人神经母细胞瘤系(SH-SY5Y)细胞共孵育12h和24h,与人胚胎干细胞(hESC)衍生的谷氨酸能神经元共孵育24h、48h和96h,同时设立相应对照组。原位末端标记法检测谷氨酸能神经元凋亡情况;免疫荧光染色法检测AD相关病理Aβ斑块及p-tau病理变化。结果Western blot显示,Aβ_(42)寡聚体样品中观察到单体和小分子量聚集体(<30000)。透射电子显微镜成像显示,Aβ_(42)寡聚体主要呈圆球形颗粒状。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与SH-SY5Y细胞共孵育12h、24h,细胞存活率显著低于其对照组[(70.89±2.54)%vs(100.00±2.02)%,(52.63±3.37)%vs(100.00±2.80)%,P<0.05]。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与谷氨酸能神经元共孵育24h、48h和96h,细胞存活率显著低于其对照组(P<0.05)。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与谷氨酸能神经元共孵育48h、96h,凋亡率显著高于其对照组[(1.44±0.31)%vs(1.00±0.38)%,(1.75±0.64)%vs(1.00±0.31)%,P<0.05]。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与谷氨酸能神经元共孵育24h、48h、96h,均产生呈圆形颗粒状的Aβ斑块阳性信号,其对照组均无Aβ斑块阳性信号。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与谷氨酸能神经元共孵育24h,细胞在Thr231位点处产生tau过度磷酸化,Aβ_(42)寡聚体组平均荧光强度显著高于其对照组(P<0.05)。结论Aβ_(42)寡聚体对SH-SY5Y细胞和谷氨酸能神经元均具有毒性,可以诱导谷氨酸能神经元产生AD样病理。

基于光遗传学技术的脑机接口研究进展

脑机接口作为一种大脑和外部设备之间的双向通信系统,在增强脑功能、人机交互和神经康复方面得到了广泛应用。基于光遗传学技术的脑机接口,弥补了电极刺激在生物兼容性、刺激精度与细胞类型特异性上的缺陷,成为神经工程领域的研究热点。综述了光遗传学脑机接口在动物实验中的应用,以及在闭环调控脑区活动、反馈虚拟感觉和脑-脑交互等方面取得的研究进展;介绍了集成化和微型化新型光遗传学接口的研究前沿;总结了光遗传学脑机接口面临的挑战,以及探讨在多模态脑活动监测和脑-机智能等方向的发展前景。

用于单切片双模态光学关联成像的肾脏组织样本处理方法

明场成像能够提供细胞或组织的形态学信息,荧光成像可以获取关键蛋白的表达信息,基于二者的双模态关联成像是目前医学和科研中常用的组织样本检查方式。然而,在临床检查时通常利用基于邻近切片之间的关联成像进行观察。此时,组织结构和细胞层次均会有或多或少的改变,这在样本量不足、切片上的细胞有限或需要获得点对点精准形态学信息的情景下显得十分不利。本研究提出了一种在单张组织切片中实现苏木素-伊红染色和免疫荧光染色的样本处理方法,用于双模态成像技术。重点优化了褪色处理和免疫荧光复染方案,比较了三种褪色方案(盐酸乙醇、冰醋酸-草酸和高锰酸钾-草酸)以及三种抗原修复方案(EDTA、Tris-EDTA和柠檬酸)。通过对不同条件下获取的图像信噪比进行对比分析,发现经冰醋酸-草酸褪色结合EDTA抗原修复的免疫荧光图像质量最佳。此外,还实现了明场与荧光图像的融合,从而在单张切片上展示更完整的组织形态和免疫信息。

基于启发式搜索的带循环模型一致性检测方法

为了尽可能高效、准确地计算带循环模型的最优对齐,鉴于已有可保证准确性的无循环模型的一致性检测方法,提出带循环模型的一致性检测方法,其将带循环模型的一致性检测问题转化为寻找与给定事件序列一致性程度最高的循环展开过程。该方法利用过程模型中的循环对应事件序列中重复事件的特点,提出将事件序列按重复事件出现节点分解为若干子序列;将展开循环后(无循环)的过程模型与子序列逐渐递增的事件序列进行最优对齐计算,得到各循环展开情况与事件序列的匹配程度;以匹配程度作为启发信息,优先针对匹配程度高的展开情况继续展开,直到找到与事件序列最匹配的循环展开过程。实验结果表明,启发式搜索策略能有效减少搜索空间,在事件日志中的新增变异为非模型活动的情况下,准确率达到99.8%,验证了方法的有效性。

多靶点全景数字病理:从原理到应用

数字病理凭借其便捷的存储、管理、浏览、传输等特点,为远程病理会诊及联合会诊带来了新契机。然而,显微镜的视场有限,在保证分辨率的前提下,无法兼顾全景成像。全景数字病理的提出弥补了这一缺陷,其在保证分辨率的同时可兼顾全景成像。但单张切片仅能实现单靶点检测,而疾病诊断需同时观测多个靶点的表达情况。近年来,多靶点全景数字病理技术发展迅速,因其在药物研发、临床科研以及基础科研等领域有巨大的应用潜力而广受关注。该系统凭借视场大、颜色多、通量高的特点,可在短时间内原位检测整张组织切片上的多种生物标记物的表达情况,借以识别组织上每个细胞表型、丰度、状态及其相互关系。本文首先梳理了数字病理、全景数字病理以及多靶点全景数字病理的发展过程,并简要介绍发展过程中技术的更新迭代,以及发展多靶点全景数字病理的重要性。然后,分别从生物样本准备、多色光学成像以及图像处理3个部分重点介绍多靶点全景数字病理。接下来,阐述了多靶点全景数字病理在肿瘤微环境与肿瘤分子分型等生物医学领域的应用情况。最后,对多靶点全景数字病理的技术优势、目前面临的挑战及其未来的发展趋势进行了总结。

光调控在阿尔茨海默病治疗中的潜在应用

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种与年龄相关、发病隐匿的神经退行性疾病,其发病进程缓慢,随时间推移不断恶化,患者最终出现严重的记忆障碍,丧失日常生活能力。但目前尚无安全有效的治疗方法。基于AD潜伏期长、病程久的特点,探索无创的物理治疗手段,对缓解疾病和保障患者生存质量具有重大的意义。光生物调节(photobiomodulation,PBM)是利用红光或近红外(near-infrared,NIR)光刺激已受伤、退化或有死亡危险的组织以愈合和再生的一种光疗类型。近20年来,PBM作为一种新的治疗方式,在镇痛、消炎和组织再生方面得到了广泛应用,在神经病学和精神病学领域也开展了广泛研究。本文对光生物调节在AD调控中的研究进行综述,特别针对近年来PBM在AD临床治疗中的应用研究进行了系统梳理和评估,为AD无创治疗技术的开发应用提供参考。

帕金森病食蟹猴模型回肠结构与功能相关蛋白变化的研究

目的探究帕金森病食蟹猴模型研究其肠道结构与功能的变化,为帕金森病患者出现便秘等肠道症状的机制及其干预提供科学依据。方法选取6只雄性食蟹猴,其中3只使用颈内动脉注射1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶的方式进行造模并出现帕金森病运动症状的食蟹猴,根据Kurlan评分>10分且持续3个月未出现消退迹象为帕金森病组,另外3只未经干预的食蟹猴为对照组。收集2组脑组织与回肠组织,用免疫组织化学染色法酪氨酸羟化酶(TH)分析脑内黑质区多巴胺能神经元数量以及肠道外周TH变化,用苏木精-伊红染色分析肠道的结构,并用闭锁小带蛋白1(ZO-1)评估肠道屏障功能,肠道起搏细胞标志物原癌基因(c-kit)、蛋白基因产物9.5(PGP 9.5)评估肠道蠕动功能。结果帕金森病组左、右两侧黑质多巴胺能神经元数目明显低于对照组[(133.13±108.63)个vs(957.21±225.56)个,t=5.705,P=0.005;(155.74±62.48)个vs(917.52±161.14)个,t=7.611,P=0.002],对照组回肠肌间神经丛TH吸光度值明显高于帕金森病组(0.79±0.01vs0.73±0.01,t=5.149,P=0.007),帕金森病组绒毛密度低于对照组,且排布不规律、结构散乱、细胞脱落,对照组回肠黏膜ZO-1吸光度值(0.28±0.01vs0.22±0.02,P=0.006),肌间神经丛c-kit吸光度值(0.21±0.01vs0.18±0.01,P=0.007)明显高于帕金森病组,对照组与帕金森病组肌间神经丛PGP9.5表达比较,差异无统计学意义,(0.31±0.08vs0.38±0.06,P=0.322)。结论帕金森病组肠道屏障完整性的破坏,包括绒毛受损、肠道通透性增加以及蠕动性降低,与蠕动性功能相关的肌间神经元无关。

中老年食蟹猴尿液参考指标测定与比较

[目的]提供中老年食蟹猴的体重及尿液指标的参考值。[方法]选取100只10~20岁食蟹猴,雄性21只,雌性79只,测定体重和尿肌酐、24 h尿液量、尿微量白蛋白、24 h尿微量白蛋白和尿液微量白蛋白与肌酐比值等尿液指标,并进行性别间比较。[结果]雌雄动物体重有极显著差异(P<0.01);尿液指标中尿肌酐有显著差异(P<0.05),24 h尿液量、尿微量白蛋白、24 h尿微量白蛋白和尿液微量白蛋白与肌酐比值无显著差异(P>0.05)。[结论]该研究提供了中老年食蟹猴体重和尿液指标的参考值,为其在生物医学领域的应用提供基础参考资料。

网络欺凌的产生、扩散和消退机制

网络欺凌是随着互联网科技发展而产生的一种新型欺凌形式,在青少年中十分常见,并会对被欺凌者产生严重的心理伤害。本研究基于扎根理论,选取92名深度访谈对象进行一对一访谈,并将92份原始访谈文本导入Nvivo 11软件进行质性分析。结果表明网络欺凌的产生受到个体、社会和媒体的三重影响。网络欺凌者的言语攻击性和煽动性强,带有强烈的情绪色彩。当旁观者对网络欺凌者产生共情、对网络欺凌受害者产生反向共情、对网络欺凌者观点认同以及受到从众心理影响时容易转变成网络欺凌者,从而引发网络欺凌的扩散。网络欺凌的消退主要受网民关注点变化、网民素质和网络监管的影响。本研究对于了解网络欺凌现象的本质、维护和谐网络环境以及今后的研究具有参考价值和指导意义。

神经元图像大数据的弱监督自动识别技术

在介观尺度上,小鼠大脑图像的数据量可达到10 TB量级,人脑数据量则达到惊人的几十PB,从海量脑图像数据中识别和分析神经元的形态是一项复杂且具有挑战的任务。当前研究人员提出了基于传统机器学习和深度学习的神经元识别算法,其中传统机器学习方法存在迁移、泛化能力较差的问题,基于深度学习的算法虽然可以通过海量精确标注的训练数据提高模型的泛化性,但缺乏精确且丰富的图像标记数据集,因此同样存在过拟合和泛化能力弱等问题。本文提出了一种基于深度学习的弱监督神经元识别方案,仅需要少量有标注的数据,即可通过迭代策略获取海量神经元图像的精确识别结果,具备较强的泛化能力,并最大限度减少人工参与量。该方法在fMOST、BigNeuron等数据集上进行了实验,自动识别精度F1值分别为0.9247和0.8318,优于其他对比的神经元识别算法。