语音播报
《自然》
慢性社会隔离导致果蝇饥饿少眠
美国洛克菲勒大学Michael W. Young、Wanhe Li等研究人员合作发现,慢性社会隔离在果蝇中导致饥饿并减少睡眠。近日,《自然》在线发表了这项成果。
研究人员发现,长期而非急性的社会隔离会减少果蝇的睡眠。研究人员使用定量行为分析和转录组分析来区分与急性和慢性社会隔离有关的大脑状态。尽管果蝇可以不间断地获得食物,但慢性社会隔离改变了代谢基因的表达,并诱发了一种预示饥饿的大脑状态。长期被隔离的动物表现出睡眠不足,并伴随着食物的过度消耗,这与人类中与孤独感相关的过度吞食的传闻产生了共鸣。长期的社会隔离会减少睡眠,并通过果蝇肽能神经元的活动促进进食。这些神经元的人工激活导致急性社会隔离被误认为是慢性社会隔离,从而导致睡眠减少和进食增加。
这些结果提出了慢性社会隔离、新陈代谢和睡眠之间的机理联系,解析了长期以来的孤独动物模型。
据介绍,社会隔离和孤独感对公共健康有强烈的影响。社会心理学的研究表明,睡眠质量下降是将持续的孤独感与不良健康状况联系起来的一个关键因素。尽管实验操作已被广泛用于研究动物模型中睡眠和觉醒的控制,但正常的睡眠是如何被社会隔离所扰乱的还不清楚。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03837-0
饮食果糖改善肠道细胞生存和营养吸收
美国威尔—康奈尔医学中心Marcus D. Goncalves小组发现,饮食中的果糖能改善肠道细胞的生存和营养吸收。相关论文近日在线发表于《自然》。
研究人员表明,饮食中的果糖能提高肠道细胞的存活率,并增加几种小鼠模型的肠绒毛长度。绒毛长度的增加扩大了肠道的表面积,并增加了高脂肪饮食的小鼠的营养吸收和脂肪含量。在缺氧的肠道细胞中,1—磷酸果糖抑制丙酮酸激酶的M2异构体来促进细胞存活。遗传上敲除己糖激酶或刺激丙酮酸激酶可防止绒毛伸长,并废除用高果糖玉米糖浆喂养小鼠所诱发的营养吸收和肿瘤生长的现象。因此,果糖通过一种异生代谢物促进细胞生存的能力提供了对西方饮食产生过量脂肪的新见解,也是对高果糖玉米糖浆促进肿瘤生长的一种解释。
据介绍,果糖消费与肥胖和癌症发病率的上升有关,而肥胖和癌症是全球发病率和死亡率的两个主要原因。饮食中的果糖代谢始于小肠上皮,在那里果糖被5型葡萄糖转运器运输,并被酮六激酶磷酸化形成1—磷酸果糖,在细胞中积累到高水平。尽管这一途径与肥胖和肿瘤的促进有关,但在肠道中驱动这些病变的确切机制仍不清楚。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03827-2
《自然—神经科学》
研究发现小鼠大脑神经炎性星形胶质细胞亚型
美国纽约大学Shane A. Liddelow、Philip Hasel等研究人员合作发现小鼠大脑中的神经炎性星形胶质细胞亚型。这一研究成果近日在线发表于《自然—神经科学》。
研究人员调查了使用细菌细胞壁内毒素脂多糖进行急性炎症刺激后小鼠皮质星形细胞的转录组变化。研究人员发现星形胶质细胞的快速转录组变化在几小时内发生,并随着时间的推移而急剧变化。通过对约8万个星形胶质细胞进行单细胞分辨率测序,研究人员显示炎症会引起广泛的反应,星形胶质细胞的亚型会经历不同的炎症转变,并有明确的转录组图谱。研究人员还利用空间转录组学和原位杂交将炎症诱导的反应性星形胶质细胞的关键亚状态归于特定的脑区。这一数据集为剖析星形细胞的异质性提供了强大的资源,并将有助于理解区域性限制的反应性星形细胞亚型的生物学重要性。
据介绍,星形胶质细胞在感染、急性损伤和慢性神经退行性疾病后会发生炎症性转变。这种转变如何受时间和性别的影响、它在单细胞水平上的异质性以及亚状态如何在大脑中的空间分布仍然不清楚。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41593-021-00905-6
额叶皮层门控前馈抑制释放目标导向行动
近日,韩国科学技术院Seung-Hee Lee团队发现,额叶皮层的门控前馈抑制释放目标导向的行动。相关论文近日在线发表于《自然—神经科学》。
研究人员发现前扣带皮层(ACC)中的一个视觉到运动的抑制性回路在小鼠执行视觉Go/No-go任务时触发了精确的行动。ACC神经元的3个不同特征——感觉神经元的视觉振幅、运动神经元的抑制时间和其他神经元的网络活动,预测了小鼠的反应时间。此外,光遗传学激活了ACC的视觉输入,它驱动了快速脉冲的感觉神经元,通过抑制ACC运动神经元和抑制下游的纹状体神经元,促使小鼠采取与任务相关的行动。
值得注意的是,当小鼠因停止信号而终止行动时,运动神经元和网络活动都会增加。总之,这些数据表明,额叶皮层的视觉输入触发了门控前馈抑制,从而启动了目标导向的行动。
据了解,在执行感知任务的动物中,皮层回路同时处理感觉和运动信息。然而,目前仍不清楚感觉输入如何在皮层中转化为运动信号来启动目标导向的行动。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41593-021-00910-9
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