研究｜6月份最值得收藏的神经科学前沿进展！

“大脑是我的一切，华生。身体只是附件而已。”这是阿瑟·柯南·道尔在《福尔摩斯探案集》中所写到的一句话，隐含的道理就是人体一切的身动、行动，都源自大脑。因此作为对大脑工作原理阐析的神经科学，是科学家研究人类行为的出发点。

大脑是神经系统的重要组成部分，也是人体最重要的器官之一。如果把脑视作一台中央电脑,它控制着身体的所有机能,那么神经就是网络,负责把信息中转出它身体的不同部位。

近年来，随着工业化的发展，脑部病变和神经退行性疾病已经成为严重危害人类身心健康的疾病。危险程度极高疾病的包括脑血管栓塞、脑出血等，而与年龄相关的阿尔茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD)等疾病的患病率也在逐年上升。据统计，AD 已影响了全球近 5000 万人，并且预期在下一个十年还会稳步增长。令人恐惧的是，面对这些神经系统疾病，人类仍旧束手无策。然而，虽然迄今为止尚无治愈神经退行性疾病的方法，但有关神经系统疾病的相关研究，也在不断突破中。那就让我们一起来看看6月份有哪些神经科学领域的重大研究吧～

The Journal of Alzheimer’s Disease：COVID-19会损害人的神经系统，引发不同程度的大脑功能损伤

众所周知，COVID-19主要侵害患者的呼吸道，对患者的呼吸系统造成严重损伤。但近日，哈佛大学神经病学权威专家表示，COVID-19不仅会损伤人体的呼吸系统，还会损害人体的神经系统，造成不同程度的大脑功能损伤。2020年6月8日，《阿尔茨海默症杂志》（The Journal of Alzheimer’s Disease）上发表了一篇论文，来自哈佛大学和约翰·霍普金斯大学培养的神经病专家和神经系统科学家们对COVID-19对神经系统的影响进行了全面综述，将COVID-19导致的脑损伤分为了三个阶段。

（1）神经冠状病毒Ⅰ期：病毒损伤局限于口鼻上皮细胞，主要症状为短暂的嗅觉和味觉丧失。

（2）神经冠状病毒Ⅱ期：病毒引发炎症，成为细胞因子风暴，从肺部开始，通过血管传遍全身所以器官。这种细胞因子风暴导致血凝块的形成，从而导致大脑中大大小小的中风。

（3）神经冠状病毒Ⅲ期：爆炸性水平的细胞因子风暴破坏血脑屏障（大脑血管中的保护绝缘层）。由此引发的结果是，血液含量、炎症标志物和病毒颗粒侵入大脑，病人会出现癫痫、神志不清、昏迷或脑病。

该研究的共同作者之一马吉德·佛杜希（Majid Fotuhi）博士鼓励采用三阶段分类法，呼吁对有关COVID-19对大脑的长期影响进行更多的研究，并强调了患者在出院前需要接受脑部核磁共振（MRI）检查。

图1: Neurobiology of COVID-19

文章链接：DOI: 10.3233/JAD-200581

Nature Neuroscience：改善AD记忆障碍新方法？科学家发现新型记忆印迹细胞

记忆在是对经历过事物的识记或再现，科学家一直在解密记忆是如何形成的。目前研究已经表明记忆是通过突触可塑性形成的，并且特定的记忆储存在记忆痕迹细胞中，不同的记忆，其印迹细胞群也不一样，但可能存在重合。近些年来，关于记忆痕迹细胞的研究越来越多，目前主要采用即早基因（IEG）的基因编码活动报告基因Fos和Arc标记印迹细胞的神经元群。

2020年6月9日德国神经退行性疾病中心 Martin Fuhrmann研究团队在Nature Neuroscience杂志上发表文章发现了一类新型记忆印迹细胞，在正常情况下激活该类型细胞后出现记忆障碍，在AD中抑制该类型细胞改善记忆障碍。该研究从发展变化的角度揭示AD小鼠形成印迹细胞的能力并未受损，进一步发现一类新的印迹细胞在改善学习记忆中的作用，为AD的治疗提高了新的治疗思路。

图2: Memory trace interference impairs recall in a mouse model of Alzheimer’s disease

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41593-020-0652-4

Nature：帕金森源于肠道又添新证，帕金森病患者肠道中有过量的机会性病原体

在帕金森病（PD）中，胃肠道特征是很常见的，并且常常先于运动体征。早在2003年，德国科学家海科·布拉克（Heiko Braak）博士及其同事就提出，帕金森病可能开始于肠道，由病原体触发，然后传播到大脑。

2020年6月12日，来自阿拉巴马大学伯明翰分校（University of Alabama at Birmingham）的神经学教授海德·帕亚米（Haydeh Payami）博士和她的同事在Nature主刊上发布了最新研究。研究发现，与对照组相比，帕金森病人的肠道中有大量的机会致病菌。

在该研究中，研究人员还使用无假设相关网络分析来识别共生的微生物群落。网络分析是生物学中的一种重要的新工具。通过使用网络分析，帕亚米和她的同事们发现了了三个多微生物集群，每一个集群都具有相同的功能特征。该项研究证实了帕金森病患者中肠道微生物组的改变，并表明帕金森病对肠道微生物组整体组成的影响不受性别、年龄、体重指数、便秘、胃肠不适、地理位置和饮食的影响。研究人员通过使用假设无微生物相关性研究，确定了15个帕金森病相关的菌属。

图3: Characterizing dysbiosis of gut microbiome in PD: evidence for overabundance of opportunistic pathogens

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41531-020-0112-6

Nature：肠道细菌产生的神经递质调节宿主的感觉行为

动物与复杂的生物群落（包括微生物在内）以共生、致病或互惠的关系共存。一些细菌可以产生具有生物活性的神经递质，之前的一些证据表明，这些神经递质可以调节其宿主神经系统的活动和行为。然而，这种微生物-脑信号转导的机制基础和它的生理相关性很大程度上是未知的。

2020年6月17日，来自美国布兰迪斯大学生物系的Piali Sengupta教授实验室（博士后研究员Michael P. O’Donnell为本文第一作者和通讯作者）在Nature杂志上发布了最新研究，报道了共生性肠道细菌产生的神经递质调节宿主的感觉行为。

该研究表明：天然共生性肠道细菌（普罗维登斯菌）产生一种神经递质（章鱼胺），并通过补充或补偿关键的宿主生物合成酶的活性来指导宿主感觉行为决定，从而改变宿主和微生物的适应性。

图4: A neurotransmitter produced by gut bacteria modulates host sensory behaviour

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2395-5

International Journal of Epidemiology：超重或腹部肥胖的人群患老年痴呆的风险更高

痴呆症是一个巨大的公共卫生和社会问题。据我国疾病预防控制中心统计，目前我国老年痴呆症的患者约900多万，预计到2050年将会超过4000万。肥胖是与心脑血管疾病，中风和痴呆症相关的可调整风险因素之一。目前尚不完全清楚高体重指数（BMI）与痴呆发作之间的明确联系。

2020年6月23日，来自英国伦敦大学的研究人员在国际流行病学杂志《International Journal of Epidemiology》上发表了其关于肥胖与痴呆症间相关性的最新研究成果，发现体重增加或腹部肥胖会显著增加痴呆症的发病率。

研究人员对在英国生活且基线评估无痴呆症的6582名参与者（年龄中位数为62.6岁，男性占比为46.0％）和5538名参与者（年龄中位数为63.5岁，男性占45.4％）测量体重指数（BMI）和腰围（WC），并进行长达15年的随访研究，以分别分析BMI和WC与痴呆症间的相关性。在调整教育、婚姻、高血压、吸烟等协变量因素后，使用Cox比例风险回归分析，发现BMI=30与基线BMI正常的参与者相比，其发生痴呆的风险高35％（风险比为1.35；95％CI 1.09-1.61；P <0.05）。通过对大量人群的随访研究，研究人员发现超重或肥胖的老年人患有痴呆症的风险更高，对女性而言，更需要注意控制腹部肥胖。这一发现对痴呆症的预防和整体公共卫生具有重要意义。

图5: Higher risk of dementia in English older individuals who are overweight or obes

文章链接：https://doi.org/10.1093/ije/dyaa099

Nature：星形胶质细胞变身为神经元，或可治疗帕金森

帕金森病最主要的病理改变是中脑黑质多巴胺（DA）能神经元的变性死亡。虽然大多数治疗聚焦在防止神经元丢失或保护易损的神经元环路，然而实际上这些疗法都不能改变疾病的进程，效果并不佳。近年来干细胞领域技术的突飞猛进，有可能通过细胞再生的方式替换丢失的神经元以重建受损的回路，达到治疗疾病的目的。目前有限的证据表明通过分化的细胞替代丢失的神经元来重建内源性神经元环路。

2020年6月24日美国加州大学圣地亚哥分校细胞和分子医学系教授、著名的美籍华人科学家付向东教授 在Nature杂志上发现了一种可在原位恢复丢失的神经元治疗神经退行性疾病的方法。

星形胶质细胞具有数量较多、在损伤时增殖、高度可塑性等特点，适合进行干细胞编程。研究人员通过敲除中脑黑质区（SNc）胶质细胞的RNA结合蛋白PTB，成功实现体内原位将胶质细胞转变为DA神经元，并且充分地验证了转分化诱导的DA神经元能够重建黑质-纹状体神经通路，纹状体多巴胺的分泌得到了明显的改善并有效逆转了PD小鼠的运动障碍症状。总的来说，该研究开发了一种简单、快捷的将大脑中大量的星形胶质细胞转化为神经元，并可以恢复帕金森模型小鼠丢失的多巴胺神经元、缓解运动障碍。

图6: Reversing a model of Parkinson’s disease with in situ converted nigral neurons

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2388-4

本文部分内容综合来源：生物探索、科研小榴莲、神经周刊、生物通