文獻速遞：頂刊CNS神經(jīng)領域研究新進展7月（上）

文獻速遞
小編匯總了2025年7月在Nature、Science、Cell 三大國際頂刊上發(fā)表的神經(jīng)科學領域的研究論文，歡迎閱覽！

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• 腹側CA1神經(jīng)元對性別特異性社會記憶的表征
• 谷氨酸能新皮層突觸前末梢內鈣離子濃度對遞質釋放的敏感性
• 成人海馬體中增殖性神經(jīng)前體細胞的鑒定
• 果蠅下行神經(jīng)元與上行神經(jīng)元的比較連接組學研究
• 神經(jīng)肽編碼基因對PV中間神經(jīng)元可塑性的調控
• 膠質母細胞瘤誘導的星形膠質細胞抑制腫瘤特異性T細胞免疫
• 活細胞與神經(jīng)元中空間轉錄組的可編程調控

1、腹側CA1神經(jīng)元對性別特異性社會記憶的表征
 
2025年7月3日，日本學者在Science上發(fā)表了題名為“Representation of sex-specific social memory in ventral CA1 neurons”的研究論文。

研究揭示了小鼠海馬腹側CA1區(qū)（vCA1）神經(jīng)元如何編碼熟悉同類的身份和社會屬性（如性別和品系）。研究發(fā)現(xiàn)，vCA1神經(jīng)元采用速率編碼和θ節(jié)律時間編碼的雙重機制，整合個體識別與社會信息，形成連貫的社會記憶。光遺傳學激活雌性（而非雄性）記憶可誘導位置偏好，表明社會記憶的效價具有性二態(tài)性。此外，損毀上游腦區(qū)——海馬背側CA2（dCA2）或內側杏仁核（MeA）會破壞性別編碼和記憶效價的性差異。

研究闡明了vCA1如何通過雙重編碼策略，將個體識別與社會屬性結合，為理解社會記憶的神經(jīng)機制提供了新見解。

使用的技術手段：

• 光遺傳學（Optogenetics）：用于特異性激活vCA1中存儲的社會記憶，測試其對行為（如位置偏好）的影響。
• 鈣成像（Calcium Imaging）：可能用于記錄vCA1神經(jīng)元活動，觀察其對不同社會刺激的反應。
• 電生理記錄（Electrophysiology）：分析神經(jīng)元放電模式（如速率編碼和θ節(jié)律時間編碼）。
• 化學遺傳學（Chemogenetics）或損毀實驗：通過抑制或損毀dCA2和MeA，研究它們對vCA1社會記憶編碼的影響。
• 行為學分析（Behavioral Assays）：如社交識別測試、位置偏好實驗，評估記憶的效價和性二態(tài)性。
• 神經(jīng)示蹤（Neural Tracing）：可能用于驗證vCA1與dCA2、MeA的神經(jīng)連接。

DOI：10.1126/science.adp3814

2、谷氨酸能新皮層突觸前末梢內鈣離子濃度對遞質釋放的敏感性

2025年7月3日，德國學者在Science上發(fā)表了題名為“The intracellular Ca2+ sensitivity of transmitter release in glutamatergic neocortical boutons”的研究論文。

研究探討了Synaptotagmin-1（Syt1）在新皮層突觸中介導鈣離子（Ca²⁺）依賴性遞質釋放的機制。通過激光解籠鎖Ca²⁺技術，發(fā)現(xiàn)第5層錐體神經(jīng)元突觸的遞質釋放具有高Ca²⁺親和力和正協(xié)同性。與小腦浦肯野細胞突觸（主要由Syt2觸發(fā)）的對比實驗及動力學模型分析表明，Syt1和Syt2觸發(fā)的釋放機制存在顯著差異。

結果表明，Syt1調控的釋放機制在中等Ca²⁺濃度下具有高可靠性，并表現(xiàn)出更強的可塑性調控能力，這可能是新皮層突觸信息處理精確性和可塑性的關鍵基礎。

使用的技術手段：

• 激光解籠鎖Ca²⁺技術：精確控制突觸內Ca²⁺濃度，測量遞質釋放的Ca²⁺依賴性。
• 電生理記錄：記錄突觸后電流（如EPSCs），量化遞質釋放效率。
• 動力學建模：比較Syt1與Syt2觸發(fā)釋放的動力學差異。
• 突觸類型對比分析：對比新皮層第5層錐體神經(jīng)元（Syt1主導）與小腦浦肯野細胞（Syt2主導）的突觸特性。
• 協(xié)同性分析：通過Hill系數(shù)等參數(shù)評估Ca²⁺與釋放的協(xié)同關系。

DOI：10.1126/science.adp0870

3、成人海馬體中增殖性神經(jīng)前體細胞的鑒定

2025年7月3日，瑞典學者在Science上發(fā)表了題名為“Identification of proliferating neural progenitors in the adult human hippocampus”的研究論文。

研究探討了成人海馬體神經(jīng)發(fā)生的存在及其機制。傳統(tǒng)觀點認為成人神經(jīng)發(fā)生極其有限，但通過單細胞核RNA測序技術，研究者從嬰兒到成人的海馬體樣本中完整追蹤了神經(jīng)前體細胞的分化軌跡。在成人海馬體中，通過Ki67增殖標記物抗體染色和機器學習算法，證實了增殖性神經(jīng)前體細胞的存在。轉錄組分析進一步顯示這些前體細胞定位于齒狀回區(qū)域。

該研究不僅解決了成人海馬體是否存在神經(jīng)發(fā)生的爭議，還揭示了神經(jīng)發(fā)生可能參與記憶形成和情緒調節(jié)的細胞基礎，為相關神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究提供了新視角。

使用的技術手段：

• 單細胞核RNA測序：解析不同發(fā)育階段海馬體細胞的轉錄組特征
• 免疫組織化學：使用Ki67抗體標記增殖細胞
• 機器學習算法：用于識別和分類神經(jīng)前體細胞
• 空間轉錄組分析：確定神經(jīng)前體細胞在齒狀回的定位
• 細胞譜系追蹤：重建神經(jīng)前體細胞的分化軌跡
• 生物信息學分析：整合多組學數(shù)據(jù)，構建神經(jīng)發(fā)生模型

DOI：10.1126/science.adu9575

4、果蠅下行神經(jīng)元與上行神經(jīng)元的比較連接組學研究

2025年4月30日，美國、德國、英國、日本、瑞士的學者合作，在Nature上發(fā)表了題名為“Comparative connectomics of Drosophila descending and ascending neurons”的研究論文。

研究通過整合三套獨立的電子顯微鏡（EM）數(shù)據(jù)集，首次完整解析了果蠅雌性神經(jīng)系統(tǒng)中上行神經(jīng)元（ANs）和下行神經(jīng)元（DNs）的連接組學特征，并與雄性神經(jīng)索神經(jīng)元進行了比較。研究團隊對校對后的神經(jīng)元重建進行了跨半球、跨數(shù)據(jù)集和跨性別的匹配，并將51%的DN細胞類型與特定驅動系的光鏡數(shù)據(jù)相匹配，同時對所有上行神經(jīng)元群體進行了分類。研究揭示了頸部連接神經(jīng)元的解剖和環(huán)路邏輯，發(fā)現(xiàn)了跨越頸部的DN和AN連接鏈，這些可能支持運動序列的產(chǎn)生。研究還完整描述了性別二態(tài)性的DN和AN群體，并詳細分析了與生殖行為相關的特定環(huán)路，包括雄性求偶（DNa12/aSP22）和鳴叫產(chǎn)生（08B血統(tǒng)的AN神經(jīng)元），以及雌性產(chǎn)卵器外翻（DNp13）。

這項工作首次提供了跨越成年動物整個中樞神經(jīng)系統(tǒng)的EM水平環(huán)路分析，為理解感覺運動信號傳導和控制機制提供了重要基礎。

使用的技術手段：

• 電子顯微鏡（EM）成像技術：獲取高分辨率神經(jīng)結構數(shù)據(jù)
• 三維神經(jīng)元重建：對神經(jīng)元進行精確的數(shù)字化重建

DOI：10.1038/s41586-025-08925-z

5、神經(jīng)肽編碼基因對PV中間神經(jīng)元可塑性的調控

2025年4月30日，英國的學者在Nature上發(fā)表了題名為“Regulation of PV interneuron plasticity by neuropeptide-encoding genes”的研究論文。

研究揭示了大腦皮層中表達小清蛋白（PV+）的抑制性中間神經(jīng)元通過神經(jīng)肽編碼基因調控自身突觸可塑性的新機制。研究發(fā)現(xiàn)，PV+中間神經(jīng)元活性變化會雙向調節(jié)其接收的抑制性突觸（主要來自其他PV+神經(jīng)元）的數(shù)量和強度，從而維持神經(jīng)網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)。通過核糖體關聯(lián)mRNA高通量測序，研究者發(fā)現(xiàn)PV+神經(jīng)元活性升高會上調編碼神經(jīng)肽的基因（如Vgf和Scg2）。功能實驗證實，神經(jīng)肽VGF對PV+神經(jīng)元間抑制性突觸的活性依賴性調節(jié)至關重要。

這一發(fā)現(xiàn)闡明了成年小鼠新皮層中PV+中間神經(jīng)元通過神經(jīng)肽介導的細胞自主機制，動態(tài)調整自身抑制性輸入以維持網(wǎng)絡平衡，對于理解神經(jīng)網(wǎng)絡穩(wěn)態(tài)有很大的幫助。

使用的技術手段：

• 高通量核糖體關聯(lián)mRNA測序：鑒定活性依賴的基因表達變化
• 電生理記錄：分析PV+神經(jīng)元突觸強度的可塑性變化
• 免疫熒光染色：量化抑制性突觸的數(shù)量和分布
• 遺傳學/化學遺傳學：精確調控PV+神經(jīng)元活性
• 基因功能缺失實驗（VGF敲除/敲降）：驗證神經(jīng)肽的關鍵作用
• 單細胞活性標記（如FosGFP）：追蹤活性變化的神經(jīng)元群體

DOI：10.1038/s41586-025-08933-z

6、膠質母細胞瘤誘導的星形膠質細胞抑制腫瘤特異性T細胞免疫

2025年5月21日，美國、德國、加拿大的學者合作，在Nature上發(fā)表了題名為“Glioblastoma-instructed astrocytes suppress tumour-specific T cell immunity”的研究論文。

研究揭示了膠質母細胞瘤（GBM）通過IL-11-STAT3信號軸驅動星形膠質細胞表達TRAIL，進而誘導T細胞凋亡、抑制抗腫瘤免疫的新機制。研究者通過臨床樣本和動物模型發(fā)現(xiàn)，GBM分泌的IL-11激活星形膠質細胞的STAT3通路，促使其高表達死亡受體配體TRAIL，導致腫瘤微環(huán)境中T細胞凋亡增加。這種免疫抑制性星形膠質細胞亞群與患者更短的復發(fā)時間和總生存期顯著相關。在動物模型中，基因敲除星形膠質細胞的IL-11受體或TRAIL可延長生存期，并增強T細胞和巨噬細胞的抗腫瘤反應。研究進一步設計了一種表達TRAIL阻斷抗體的溶瘤HSV-1病毒，在GBM模型中成功恢復腫瘤特異性免疫并提高生存率。

該研究不僅闡明了GBM免疫逃逸的新途徑，還為靶向星形膠質細胞的免疫治療提供了新策略。

使用的技術手段：

• 單細胞RNA測序：鑒定免疫抑制性星形膠質細胞亞群
• 批量RNA測序：分析臨床樣本的轉錄特征
• 多重免疫熒光：定位TRAIL+星形膠質細胞與T細胞的相互作用
• CRISPR細胞特異性基因編輯：敲除星形膠質細胞的IL-11R或TRAIL基因
• 流式細胞術：量化T細胞凋亡與免疫細胞亞群

DOI：10.1038/s41586-025-08997-x

7、活細胞與神經(jīng)元中空間轉錄組的可編程調控

2025年5月21日，美國的學者在Nature上發(fā)表了題名為“Programmable control of spatial transcriptome in live cells and neurons”的研究論文。

研究開發(fā)了CRISPR介導的轉錄組空間組織技術（CRISPR-TO），首次實現(xiàn)對活細胞內源性RNA亞細胞定位的可編程調控。該系統(tǒng)利用核酸酶失活的dCas13蛋白，將特定RNA定向定位至線粒體外膜、P小體、應激顆粒、端粒等區(qū)室，并實現(xiàn)基于微管馬達蛋白的RNA雙向可逆運輸。在原代皮層神經(jīng)元中，研究證實重定位的mRNA能在神經(jīng)突局部翻譯，其中β-肌動蛋白mRNA的定位動態(tài)調控絲狀偽足形成并抑制軸突再生。通過CRISPR-TO篩選，發(fā)現(xiàn)Stmn2 mRNA的定位是神經(jīng)突生長的關鍵驅動因子。

該技術突破了現(xiàn)有測序和成像技術的局限，為活細胞RNA空間功能的高通量研究提供了全新工具，填補了空間轉錄組功能研究的空白。

使用的技術手段：

• CRISPR-TO系統(tǒng)構建：基于dCas13的RNA定位工程化平臺
• 活細胞成像技術：實時監(jiān)測RNA運輸與定位動態(tài)
• 高通量篩選平臺：鑒定調控神經(jīng)突生長的關鍵mRNA
• ​超分辨顯微鏡：納米級RNA定位解析
• 單分子RNA追蹤（MS2/MCP系統(tǒng)）：動態(tài)示蹤特定mRNA
• 功能缺失/獲得實驗：驗證β-actin和Stmn2 mRNA的功能

DOI：10.1038/s41586-025-09020-z

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