16-10-7Science精华 人生后大脑GABA抑神元室向皮迁3个月

邓文龙

2016年10月7日Science期刊精华

人类出生后大脑神经元仍然在继续迁移
在刚出生的前三个月，Arc神经元从脑室向外迁移到到大脑皮层，并分化成多种不同的抑制性神经元亚型。抑制性神经元以GABA为神经递质，约占大脑皮层神经元的20%。

译文来源：生物谷 2016-10-11 23:28

2016年10月11日/生物谷BIOON/--本周又有一期新的Science期刊（2016年10月7日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。

1.Science：鉴定出导致脑细胞死亡的罪魁祸首
doi:10.1126/science.aad6872;doi:10.1126/science.aai8756

尽管存在不同的触发物，相同的一连串分子事件似乎导致中风、脑损伤和甚至阿尔茨海默病等神经退行性疾病中的脑细胞死亡。如今，在一项新的研究中，来自美国约翰霍普金斯大学的研究人员说，他们精确地发现一种位于这一连串事件末端的蛋白，即一种通过切割细胞的DNA给予致命性打击的蛋白。他们说，这一发现潜在地为开发预防、阻止或削弱这一过程的药物打开新的大门。相关研究结果发表在2016年10月7日那期Science期刊上，论文标题为“A nuclease that mediates cell death induced by DNA damage and poly(ADP-ribose) polymerase-1”。

这些新的实验是在实验室培养的人细胞中开展的，并且是建立在约翰霍普金斯大学医学院细胞工程研究所主任Ted Dawson博士和神经学教授Valina Dawson博士早前研究的基础上。他们的研究团队发现尽管存在非常不同的病因和症状，脑损伤、中风、阿尔茨海默病、帕金森病和罕见的致命性遗传病亨廷顿氏舞蹈病具有相同的一种独特的被称作parthanatos （希腊神话中死亡的象征）的“程序性”脑细胞死亡机制，以及参与这一过程的酶PARP。

在之前的研究中，研究人员已知道当一种被称作线粒体凋亡诱导因子（apoptosis-inducing factor, AIF）离开它通常在细胞线粒体中的位置而迁移到细胞核中时，它触发细胞核中的基因组发生切割和导致细胞死亡。

但是他们说，AIF本身并不切割DNA。因此，当时的博士后研究员Yingfei Wang博士（如今是美国德州大学西南医学中心助理教授）利用蛋白芯片筛选上千种人类蛋白以便发现那些与AIF发生最为强烈相互作用的蛋白。通过研究她发现的160种候选蛋白，她利用定制的被称作小干扰RNA（siRNA）的分子在实验室培养的人细胞中阻止这些蛋白中的每种蛋白的产生，而且是每次只阻止一种蛋白产生，以便观察这样做是否会阻止细胞死亡。

在这160种蛋白中，一种被称作巨噬细胞移动抑制因子（macrophage migration inhibitory factor, MIF）的蛋白经筛选后脱颖而出。Ted Dawson说，“我们发现AIF结合到MIF上，携带它进入细胞核，在那里，MIF切割DNA。我们认为这是parthanatos的最终执行步骤。”

研究人员还报道，他们在实验室培养的人细胞中鉴定出阻断MIF作用从而阻止这些细胞发生parthanatos的一些化学化合物。Ted Dawson说，他们计划在动物体内测试这些化合物，并对它们进行修饰以便使得它们的安全性和有效性最大化。
http://science.sciencemag.org/content/354/6308/36.full
http://news.bioon.com/article/6690807.html

2.Science：人类出生后大脑神经元仍然在继续迁移
doi:10.1126/science.aaf7073; doi:10.1126/science.aai9379

在一项新的研究中，来自美国加州大学旧金山分校的研究人员发现，在新生儿出生后的几个月内，一些抑制性神经元会大规模迁移到大脑额叶皮层。这一研究成果首次揭示了大脑发育过程中一个全新的重要阶段。研究人员推测，这种后期迁移可能在建立人类基础认知能力中发挥着重要作用，这一过程的紊乱可能与一些神经系统疾病密切相关。

这项发表于16-10月6日Science杂志上的研究表明，许多神经元在婴儿出生后仍继续迁移，并能很好地整合到神经环路之中。这意味着，人类大脑发育有一个全新的阶段，这是此前科学家们未曾注意的。

研究人员利用组织学染色观察尸检新生儿大脑组织中的迁移神经元。结果显示未成熟的迁移神经元簇广泛地分布在新生大脑额叶深处，位于侧脑室之上。磁共振成像显示的三维结构表明，这些弧形的迁移神经元簇就像一顶盖在脑室上的帽子，从眉毛后面深部一直延伸到头顶。

该研究小组发现，这些神经元不仅数目庞大，而且在出生后的几个星期内仍然在积极地迁移。研究人员将这些未成熟的神经元称为弧形（Arc），为了确定这些未成熟的神经元是否在新生大脑中积极迁移，研究人员利用病毒标记组织样本中的未成熟神经元，并观察到Arc细胞像尺蠖一样在大脑中爬行，类似于胎脑中的神经元迁移。

对大脑额叶的区域之一——扣带回进行进一步组织学研究发现，在刚出生的前三个月，Arc神经元从脑室向外迁移到到大脑皮层，并分化成多种不同的抑制性神经元亚型。

抑制性神经元以GABA为神经递质，约占大脑皮层神经元的20%。后期迁移的抑制性神经元可能在人类认知能力和神经系统疾病中扮演着重要角色。大脑兴奋性信号与抑制性信号失衡——尤其在大脑额叶环路中，与孤独症、精神分裂症等神经系统疾病密切相关。

这项研究表明，人类大脑抑制性神经环路的发育可能比此前科学家们认为的要晚得多。研究人员表示，这种出生后的神经元迁移现象比在小鼠和其他哺乳动物中看到的要更明显，这意味着这一过程可能是导致人脑如此特殊的重要因素之一。
http://science.sciencemag.org/content/354/6308/aaf7073

3.Science：对印度非正式医学服务人员的培训产生的影响
doi:10.1126/science.aaf7384; doi:10.1126/science.aai8652

在发展中国家的很多家庭不去访问医师，而是接受非正式医学服务人员的医疗保健。在一项新的研究中，Jishnu Das等人利用“神秘的”病人（受训的演员）测试一项为期9个月的培训计划是否会改善印度西孟加拉邦非正式医学服务人员提供的医疗保健质量。这些病人并没有让这些非正式医学服务人员识别自己，而且也没有被告知哪些非正式医学服务人员参与这项培训计划。这项盲法评估的结果表明医师们要比非正式医学服务人员提供更好的医疗保健，但是这项培训计划会填平相当多的差距。

4.Science：人工金属酶具有类似于天然酶的动力学特征
doi: 10.1126/science.aah4427

人工金属酶理想地将天然酶的有益属性与合成催化剂的高效率结合在一起。然而，将新的金属基团插入到现存的天然蛋白上经常导致更差的总体催化效率。为了突破这一限制，P. Dydio等人利用铱替换细胞色素P450的血红素基团中的铁，并让它遭受定向进化。这种酶催化一系列反应，并且在催化时具有类似于天然酶的动力学特征。它能够让完全未被激活的C-H键发生功能基化，即一种之前仅由合成催化加介导的反应。再者，这种人工酶在不同温度下是稳定的，而且可在工业化规模上使用。

5. Science：解析出产甲烷的二氧化碳还原和固定酶的晶体结构
doi:10.1126/science.aaf9284

古生菌（archaea）制造甲烷的过程涉及一系列反应和酶。首先，二氧化碳和甲烷呋喃（methanofuran, MFR）被一种在此之前未被阐明的机制还原为甲酰基-MFR。在一项新的研究中，Tristan Wagner等人解析出一种含钨甲酰基-MFR脱氢酶复合体的X射线晶体结构。这个复合体中的两个活性位点被一个长43埃米的隧道分隔开，其中这个隧道负责将在二氧化碳还原后转移产生的甲酸。这种复合体也含有46个铁硫簇。尽管这串铁硫簇的精确功能是未知的，但是它可能与四个钨氧化还原中心电偶联在一起。

6. Science：猿类可能也会揣测他人心思
doi:10.1126/science.aaf8110; doi:10.1126/science.aai8851

美国《科学》杂志6日发表的一项新研究显示，猿类可能也能揣测他人心思，这意味着猿类可能比我们此前认为的更像人类。

为了解猿类是否也有类似心智，美国、日本和德国研究人员制作了两个简短视频，让黑猩猩、倭黑猩猩和猩猩三种猿类观看，并用眼红外跟踪器对它们的注视焦点进行追踪。

在第一个视频中，人类扮演的假猩猩从背后拍打两下某人，然后在被袭击者的注视下躲到身旁两个草堆中的一个；被袭击者通过一扇门离开后，假猩猩钻出草堆逃离现场；当被袭击者拿着棍子再次出现时，如果猿类能理解他人想法，它们必定会预测被袭击者会走向假猩猩一开始藏匿的草堆。结果显示，30只猿类中有三分之二确实目光注视着假猩猩一开始躲过的草堆。

第二个视频与第一个视频大体类似，主要不同就是干草堆换成了箱子，假猩猩从某人手上抢到一个石块，然后藏到两个箱子中的一个，在被抢者离开后再把石头拿走。当被抢者再次出现时，大多数猿类正确地预测被抢者到不正确的箱子找石头。

这两个视频意味着，猿类能对人类认为假猩猩或石头藏在什么地方做出正确的判断，它们了解人的想法。研究人员在一份声明中说：“这是非人类动物第一次通过‘错误信念’测试。”

研究人员说，这项发现表明，了解别人想法不正确的能力并不是人类所独有，而是至少从1300万至1800万年前人类与黑猩猩、倭黑猩猩和猩猩的最后共同祖先就可能开始拥有。“如果能有进一步实验证实这些发现，那么科学家可能需要重新思考猿类对彼此的了解有多深。”（生物谷 Bioon.com）

http://news.bioon.com/article/6690907.html