关注大脑健康！这些研究成果值得一读！
本文中，小编整理了多篇重要研究成果，共同聚焦大脑健康相关研究，分享给大家！
图片来源：Pixabay/CC0 Public Domain
doi：10.1111/jnc.15149
正常的大脑发育需要神经元和非神经元（也称为神经胶质）细胞之间的精确相互作用。筑波大学的研究人员在一项新研究中揭示了蛋白质精氨酸甲基转移酶（PRMT）1的丧失如何导致神经胶质细胞破裂并影响大脑的正常发育。
PRMT修饰其他蛋白质的特定氨基酸，从而调节细胞的关键功能，例如存活，增殖和发育。在迄今为止已确定的PRMT家族的许多成员中，PRMT1是最常见的成员之一，它控制组织的发育和寿命以及应激反应。由于PRMT1的完全敲除（即发育过程中所有组织中蛋白质的损失）会导致胚胎发育失败，因此最近对PRMT1的组织特异性敲除进行了越来越严格的研究，以了解PRMT1如何促进组织发展。
【2】新发现！生殖细胞或许喜欢“吃甜食”并将这种特性传递给机体大脑！
doi：10.1038/s42255-020-0266-x
与细胞相比，我们的工作似乎很轻松，当细胞努力工作分解一些分子并构建其它分子时，我们所做的只有一件事情，即喂它们，但我们到底应该给它们喂什么呢？考虑到内部不断发生的竞争，这或许并不是一件容易解决的问题，诸如脂肪细胞等细胞类型渴望脂质，而其它类型的细胞则更喜欢蛋白质或糖类，当我们的大脑在面对诸如牛排或冰激凌等困难选择时，其是如何将所有竞争性需求进行考虑并做出决定的呢？
近日，一项刊登在国际杂志Nature Metabolism上题为“Cellular metabolic reprogramming controls sugar appetite in Drosophila”的研究报告中，来自葡萄牙Champalimaud研究中心等机构的科学家们通过研究发现，性细胞营养需求的改变或会使得雌性果蝇更加渴望糖分，截止到目前为止，这种现象主要是在病理性状况下进行描述的，即癌症，研究者在卵子形成的正常生理学过程中发现了这种现象，其或为后期阐明机体生育力和营养之间的关系提供一定的基础。
那么一小群细胞到底是如何影响整个生物体的行为呢？答案或许来自于肿瘤学研究，当一个细胞发生癌变时，气就会开启优先消耗糖分的细胞及其，并将其转化成为细胞繁殖所需要的基本构件，在此过程中，细胞会改变其饮食偏好和功能，这被称之为代谢重现城，其是肿瘤生长的关键。而这种现象似乎也在非病理性过程中也被记录在案，然而研究者并不清楚是否细胞的代谢转化会劫持生物体的进食决定，这或许就是研究人员后期需要深入研究的问题。
doi：10.1038/s41467-020-17861-7
近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上题为“A spike-timing-dependent plasticity rule for dendritic spines”的研究报告中，来自蒙特利尔大学等机构的科学家们通过研究揭开了隐藏在机体记忆和学习能力背后的分子机制，尤其是大脑如何处理、存储和整合信息的。文章中，研究人员分析了在突触可塑性过程中树突棘的功能和形态转变，树突棘是位于神经元分支上的微小突起，其被认为是大脑学习和记忆背后的基础机制。
研究者Araya表示，我们非常激动，因为这是我们第一次发现突触可塑性的规则，其是一个与大脑记忆形成直接相关的过程，通过这种方式，研究人员就能很好地理解可塑性以及当大脑皮层中的神经元接收单一或多种感觉信息流时，记忆是如何形成的。大脑由数十亿个能够兴奋的神经元细胞组成，神经元细胞专门负责通信和信息处理过程；研究者指出，想象一下树，树根以轴突为代表，中央树干则以细胞体为代表，外围分支以树突为代表，最后树叶则以树突棘为代表，这些成千上万的小叶子充当了从其它细胞接收兴奋性信息的通道，其会决定是否这些信息足够重要，以至于能被放大并传播到其它神经元细胞中。
【4】Nature：重编程大脑细胞或能帮助机体更加灵活地做出决定
doi：10.1038/s41586-020-2704-z
打招呼时避免握手，坐火车必须佩戴口罩，对着手肘打喷嚏等等，COVID-19疫情的流行戏剧性地表明，人类摆脱行为习惯并学习新的行为是多么的重要，而且动物也必须能够迅速适应环境条件的变化；近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自瑞士苏黎世大学等机构的科学家们通过研究发现，重编程大脑细胞或能帮助机体更加灵活地做出决定。研究者Fritjof Helmchen教授表示，大脑的可塑性形成了其拥有这种能力的基础，但目前科学家们或许并不清楚其背后的生物学机制，这项研究中我们通过研究发现，位于眼睛后面的大脑皮层区域—眼窝前额皮质（orbitofrontal cortex）或许能够重编程位于机体感觉区域的神经元细胞。
通过对小鼠进行研究后，研究人员在受控条件下模拟了其再学习的过程，并研究了在学习过程中单一神经元水平下所发生的变化，首先研究者对小鼠进行训练，让其每次用胡须接触粗砂纸时都舔一下，同时奖励其一杯蔗糖水，然而，当小鼠用细砂纸摩擦其胡须时其并不被允许舔一下，如果小鼠这样做了，它们就会被惩罚并发出一种轻微的恼人声音，一旦小鼠明白了如何去完成它们的任务时，情况就会发生改变，如今，当使用细砂纸而并非粗砂纸对小鼠进行研究后，小鼠的奖赏就会被送到，经过少量的练习后，小鼠很快就会学会这种新的相反的行为模式。
新闻阅读：Too much or too little sleep bad for your brain
一项新的研究表明，每个人都需要睡眠，但是睡眠太少或太多可能会导致思维下降。睡眠不足被定义为一个晚上四个小时或更少的时间，而睡眠过多被认为是一个晚上10个或更长时间。理想的睡眠时间则为七个小时。根据国家睡眠基金会的说法，睡眠是必不可少的，因为它可以使您的身心恢复活力。适量的睡眠还可以帮助您保持健康并预防疾病。
没有足够的睡眠，大脑将无法正常运行，从而削弱注意力，思维和记忆处理能力。但是，这些关联的潜在机制仍不清楚。根据最近的研究，睡眠过多可能伴随着脑部炎症反应的升高。同时，睡眠不足可能会增加脑脊髓液中淀粉样蛋白斑块和tau蛋白的水平，这是阿尔茨海默氏病的标志。
图片来源：Zita Santos & Carlos Ribeiro
【6】Brain解读：科学家或有望利用新型基因疗法来治疗多种人类大脑疾病
doi：10.1093/brain/awaa161
一个单独的基因突变会诱发一种改变生命的疾病，并会对机体多个系统产生影响，比如几十种溶酶体储存疾病，其是由单一基因突变影响了细胞中代谢大分子的关键酶类的产生所致，这些疾病会影响机体多个器官的功能，尤其是大脑，其会给患者带来不同程度的智力障碍；而基因疗法或许有望治疗这些疾病，但大脑自身的保护性机制—血脑屏障一直是研究人员所面临的技术障碍。
近日，一项刊登在国际杂志Brain上题为“Global CNS correction in a large brain model of human alpha-mannosidosis by intravascular gene therapy”的研究报告中，来自宾夕法尼亚大学等机构的科学家们成功应用基因疗法平台，纠正了人类遗传性疾病大型动物模型大脑的缺陷。研究者John H. Wolfe表示，这是首个患有人类遗传性疾病的动物模型，其表现出智力障碍（人类综合征的一部分），如今我们就能纠正该模型整个大脑中的生化和病理性损伤；如今研究人员能够对多年影响大脑功能的人类遗传性疾病模型进行研究，在基因疗法的帮助下，一种病毒运输载体就能提供突变基因的正常版本来纠正疾病，如今研究人员取得了一定的研究成果，或有望治疗啮齿类动物的神经变性疾病，然而，对高等动物较大尺寸的大脑应用相同的疗法或许仅会产生部分疾病纠正的效应。
【7】Science：线粒体或能促进大脑发育期间神经干细胞向神经元细胞的转变
doi：10.1126/science.aba9760
线粒体是能为机体每个细胞提供能量非常重要的小型细胞器，尤其是对于需要能量维持正常功能的大脑，近日，一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中，来自Flanders生物技术研究所等机构的科学家们通过研究发现，线粒体或能在大脑发育期间调节关键的事件，即如何调节神经干细胞转变为神经细胞；线粒体会在这一精确的时期影响细胞的命运开关，人类这一关键时期的长度是小鼠的两倍，相关研究结果强调了线粒体的重要功能，其或有望帮助研究人员解释人类为何会在进化过程中发育出更大尺寸的大脑，以及线粒体的缺陷如何会诱发神经发育疾病的发生。
大脑是由数十亿不同的神经元组成，当干细胞停止自我更新及分化为特殊类型的神经元时，其首先就会在发育中的大脑中出现，这一过程称之为神经发生（neurogenesis），其能被精确调控从而产生大脑中复杂的结构，研究者认为，神经干细胞产生神经元的方式上的微小差异或许就是引发大脑尺寸和复杂性极具增加的根源。为了深入解析其中的过程，研究人员对细胞中的线粒体进行了深入研究。
【8】Hypertension：长期高血压或会损伤大脑的血管健康
doi：10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.15073
近日，一篇发表在国际杂志Hypertension上的研究报告中，来自密歇根大学医学院等机构的科学家们通过研究发现，长期高血压或会增加大脑中小血管损伤的风险，而这往往与痴呆症和中风风险直接相关；长期以来我们都知道，高血压会导致中风发生，然而过去研究仅将高血压与阿尔兹海默病风险进行了关联，这项最新研究中，研究人员重点分析了高血压如何影响大脑的小血管病变（cerebral small vessel disease），其是中风和痴呆症患者发生最频繁的脑血管疾病。
文章中，研究人员对在研究开始时未患中风或痴呆症的1686名成年人进行研究并分析了参与者的数据，研究者在参与者中老年时期对其进行血压测定，同时进行大脑MRIs扫描来检查大脑不同部位是否存在脑部微出血状况、脑组织中小规模血液产物的积累以及脑组织死亡等表现，这些问题均是大脑小血管病变的征兆。
【9】Neurology：多吃鱼类真能保护大脑免于空气污染所带来的伤害吗？
doi：10.1212/WNL.0000000000010074
日前，一篇发表在国际杂志Neurology上题为“Erythrocyte omega-3 index， ambient fine particle exposure and brain aging”的研究报告中，来自哥伦比亚大学等机构的科学家们通过研究发现，如果每周能摄入1-2份以上的烤鱼或贝类，老年女性或能获得足够多的Ω-3脂肪酸来抵消空气污染对大脑的不良影响。
这项研究中，研究人员对未患痴呆症的老年女性进行研究，分析了LCn3PUFA（一种Ω-3脂肪酸）是否会修饰PM2.5对大脑正常脑容量的神经毒性效应，研究人员共招募了1315名年龄在65岁至80岁之间未患痴呆症的女性进行研究，对参与者进行了结构大脑MRI扫描检查；同时研究人员让参与者完成了关于饮食、体育锻炼和自身病史的调查问卷，研究者发现，在居住在空气污染水平严重的老年女性群体中，血液中Ω-3脂肪酸水平最低的女性要比Ω-3脂肪酸水平最高的女性脑萎缩的更明显。
【10】Mol Brain：食品添加剂中的过量丙酸会导致大脑发育异常！
doi：10.1186/s13041-020-00626-0
韩国大脑研究所(KBRI，由Suh Pann-ghill领导)近日宣布，由Mun Ji-young博士领导的研究小组揭示了由人类肠道微生物失衡导致自闭症的机制。这一发现发表国际科学杂志Molecular Brain上。人类的肠道通常被称为"第二大脑"。"肠脑轴"是指吸收到肠道的物质通过血管进入大脑并对其产生影响的概念。随着这一概念继续得到广泛关注，过去几年里科学家们进行了一系列相关研究。
据推测，自闭症可能与人类肠道微生物有关，因为自闭症儿童经常经历胃的紊乱，如肠易激综合征。然而，自闭症和人类肠道微生物群之间的确切关系还有待确定。最近，有报道称，给小鼠注射丙酸(PPA)后，小鼠表现出类似自闭症状的行为。PPA是一种食品添加剂，用于延长加工食品的货架期，甚至在乳制品、罐头食品等产品中也有。（生物谷Bioon.com）
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