Nature Neuroscience:中国科学技术大学张智/李娟揭示不同疼痛的神经环路基础

1、Nature Neuroscience:

中国科学技术大学张智/李娟揭示不同疼痛的神经环路基础

2021年3月8日,来自中国科学技术大学张智、李娟和晋艳研究团队合作在《自然-神经科学》杂志上发表了题为“Distinct thalamocortical circuits underlie allodynia induced by tissue injury and by depression-like states.”的一项新成果。他们发现不同的丘脑皮质回路是由组织损伤和抑郁样状态引起的异常性疼痛的基础。
他们确定了雄性小鼠中的两个离散的谷氨酸能神经元回路:从丘脑后核(POGlu)到原代体感皮层的谷氨酸能神经元(S1Glu)的投射介导了组织损伤引起的异常性疼痛,是从束旁丘脑核(PFGlu)到途径前扣带回皮层中含有GABA的神经元,再到谷氨酸能神经元(ACCGABA→Glu)介导与抑郁样状态相关的异常性疼痛。

Fig 1| 组织损伤和抑郁情绪产生疼痛的丘脑-皮层神经环路模式图

体内钙成像和多四极电生理记录表明,在两种情况下,POGlu和PFGlu群体经历了不同的适应。每个回路的人工操作都会影响由组织损伤或抑郁状态引起的异常性疼痛,但不会同时影响两者。
他们的研究表明,不同的丘脑皮质回路POGlu→S1Glu和PFGlu→ACCGABA→Glu分别能减轻与组织损伤和抑郁样状态相关的异常性疼痛,从而为了解不同病因引起的病理性疼痛的回路基础提供了见解。
评论:本研究不仅为不同病因产生的躯体疼痛发病机理提出了深入的和新的理论见解,也可能为临床上利用rTMS等精准靶向特定神经环路开展物理干预治疗提供新策略。
文章来源

Xia Zhu, Hao-Di Tang, Wan-Ying Dong, Fang Kang et al, Distinct thalamocortical circuits underlie allodynia induced by tissue injury and by depression-like states. DOI: 10.1038/s41593-021-00811-x, Nature Neuroscience:最新IF:21.126

 

2、Immunity:
揭示初次免疫反应期间早期激活的CD8 + T细胞的代谢状态

2021年3月10日,来自美国加州大学Matthew H. Spitzer研究组在《免疫学》杂志发表了题为“Single-cell analysis by mass cytometry reveals metabolic states of early-activated CD8+ T cells during the primary immune response.”的研究论文,他们通过大量细胞计数法进行的单细胞分析揭示了初次免疫反应期间早期激活的CD8 + T细胞的代谢状态。

Fig 2|来源 免疫

他们研究了T细胞在免疫应答过程中如何到达特定状态。为了了解稀有的、早期激活的T细胞代谢状态,他们采用了大规模细胞计数技术,以单细胞分辨率定量代谢调节剂,此技术同时还具有细胞信号传导、增殖和效应子功能。他们在体外和响应单核细胞增生性李斯特菌感染的体内查询了CD8 + T细胞的活化。
这种方法揭示了早期活化T细胞中独特的代谢状态,其特征在于糖酵解和氧化代谢蛋白的最大程度表达。感染后5天,处于这种瞬时状态的细胞最多,然后迅速降低代谢蛋白的表达。在晚期淋巴瘤患者的纵向嵌合抗原受体(CAR)T细胞中观察到类似的发现。
研究人员表示,人们认为记忆T细胞依赖于氧化磷酸化和糖酵解上的短暂效应T细胞。
评论:研究证明了通过细胞计数技术进行单细胞代谢分析在体内识别免疫细胞群的代谢适应实用性,并为研究各种应用中免疫应答的代谢调节提供了资源。
文章来源

Lauren S. Levine, Kamir J. Hiam-Galvez et al,  Single-cell analysis by mass cytometry reveals metabolic states of early-activated CD8+ T cells during the primary immune response. DOI: 10.1016/j.immuni.2021.02.018, Immunity:最新IF:21.522

 

3、Nature Neuroscience:

人类情景记忆编码的振荡信号与基因表达相关

2021年3月8日,来自美国得克萨斯大学西南医学中心Genevieve Konopka、Bradley C. Lega等研究人员合作在《自然—神经科学》杂志上发表了题为“Gene-expression correlates of the oscillatory signatures supporting human episodic memory encoding.”的研究成果,发现人类情景记忆编码的振荡信号与基因表达相关。

 

Fig 3| Within-individual study design and quality control.

研究人员使用颅内脑电图记录从执行临时性记忆任务的患者颞叶皮质中测量出记忆敏感振荡。当这些患者随后接受切除手术时,研究人员在颞皮质使用转录组学将基因表达与脑震荡联系起来,并鉴定出与六个频段记忆形成的振荡信号相关的基因。共表达分析分离了与神经精神疾病和离子通道活性相关的振荡信号特异性模块,并且高度相关的基因在这些模块内表现出强大的连通性。
使用单核转录组学,研究人员进一步发现,这些模块富集了特定类别的兴奋性和抑制性神经元,并且免疫组化证实了高度相关基因的表达。这种针对特定患者的大脑振荡数据集与基因组学的结合为了解记忆编码的遗传机制开辟了新的见解。
评论:人类大脑振荡是记忆形成的关键特征。对于了解这一活动的分子机制仍然是一个重大挑战。
文章来源

Stefano Berto, Miles R. Fontenot et al, Gene-expression correlates of the oscillatory signatures supporting human episodic memory encoding. DOI: 10.1038/s41593-021-00803-x, Nature Neuroscience:最新IF:21.126

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