海马对于脊髓小脑共济失调有什么作用吗？

点击联系发帖人 时间：2022-09-27 02:14

脑海马什么功能

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随着年龄的增长，家族病史是患阿尔茨海默氏症(AD)的最强风险因素【1】。早发性AD多代家系的连锁分析发现，在APP、PSEN1和PSEN2三个基因中存在近300个致病突变【2】。除了APOE外，全基因组关联研究(GWAS)还发现了几十个与晚发性AD相关的位点【3】。近年来，采用全外显子组/基因组测序的研究发现，包括TREM2在内的几个基因中存在AD相关的变异【4】。这些基因和位点的生物信息学分析揭示了AD发生潜在的重要生物学途径。然而，对于AD相关的GWAS基因变异的致病机制还不清楚。

脊髓小脑共济失调1型（SCA1）是一种常染色体显性神经退行性疾病，以小脑萎缩为特征，伴有严重的浦肯野细胞（Purkinje cell）丢失。ATXN1是一种罕见的AD相关基因，ATXN1等位基因中扩增的CAG重复序列，编码Ataxin-1 N端区域的聚谷氨酰胺(polyQ)束，与Capicua(CIC)相互结合，介导的功能获得机制驱动小脑退行性病变【5,6】。有趣的发现是，polyQ扩增的ataxin-1除了功能的获得外，还丧失了部分功能，尤其是在非小脑区域，随着疾病的进展突变蛋白的聚集更加明显【5】。虽然部分功能丧失对小脑表型的影响很小，但其对其他SCA1表型的影响仍有待确定。

1)表达升高加剧了阿尔茨海默病小鼠模型中Aβ沉积和胶质增生，神经生成和嗅觉轴突靶向功能受损。在脊髓小脑共济失调1型（SCA1）小鼠中，Ataxin-1多聚谷氨酰胺扩增突变导致大脑和小脑BACE1转录后增加，并导致海马CA2区轴突靶向缺陷和神经退行性变化。这些发现表明，Ataxin-1的缺失增加了BACE1的表达和Aβ病理沉积，成为AD风险和发病机制的潜在因素。

虽然ATXN1与阿尔茨海默病风险增加有关，但阿尔茨海默病患者的CAG重复数并没有改变。这些发现排除了ATXN1 CAG重复增多作为AD危险因素的可能性。研究人员发现与野生型鼠相比，在APP处理过程中，成熟和不成熟的APP和APP C端片段(CTFs)水平在ATXN1 敲除小鼠中均未发生变化。相反，sAPPα水平显著降低，而sAPPβ水平升高 (图1) 。非常有意思的是，Ataxin-1的缺失会降低CIC-ETV4/5对Bace1转录的抑制，增加了成人大脑中AD易感区的BACE1水平。

已知许多BACE1底物在轴突导向中起关键作用，之前的研究表明，BACE1 敲除小鼠在嗅觉系统中表现出肾小球结构紊乱和轴突导向受损。为了进一步研究Ataxin-1 敲除小鼠大脑中BACE1水平的升高对生理的影响，研究人员检测了嗅觉系统中轴突寻路是否发生了改变。非常显著的是，研究人员发现BACE1水平升高损害海马神经形成和嗅觉轴突靶向的功能(图2) 。

图2：BACE1水平升高损害海马神经形成和嗅觉轴突靶向功能

接下来的问题是，polyQ扩增的Ataxin-1是否也会增加BACE1在脑中的表达。为此，研究人员得到了Ataxin-1 154Q小鼠(Atxn1154Q/+)，非常有意思的是，BACE1蛋白水平在Atxn1154Q/+小鼠脑里显著增加，且随年龄增长而增加。这一小鼠表现出与SCA1相关的神经表型，如共济失调和过早死亡，也观察到学习和记忆缺陷，这可能与SCA1患者的认知障碍有关。

通过对BACE1和ataxin-1的共免疫标记，研究人员发现，Ataxin-1的聚集在海马神经元CA2和CA3，锥体神经元层的边缘位于CA2在形态学上变得更加明显，polyQ扩增的Ataxin-1导致海马CA2神经元退化(图3) 。

图4：Ataxin-1缺失上调脑BACE1转录促进阿尔茨海默病发生

总的来说，通过敲除Ataxin-1，研究者发现小鼠Ataxin-1功能的丧失增加了大脑中BACE1的转录和Aβ病理沉积。BACE1水平的升高损害了海马神经形成和嗅觉轴突靶向功能。且Ataxin-1多聚谷氨酰胺扩增突变导致小脑BACE1转录后增加，并导致海马CA2区轴突靶向缺陷和神经退行性变化。Ataxin-1的缺失增加了BACE1的表达和Aβ病理沉积，导致大脑区域易损性明显，使其成为AD风险和发病机制的潜在因素（图4）。

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脑科学日报：AAV递送的RNAi疗法在非人灵长类脑中有神经毒性

1，首次发现：AAV递送的RNAi疗法在非人灵长类脑中导致神经毒性

AAV.miS1输送至非人灵长类的小脑可导致神经功能障碍

神经退行性疾病，是一类由神经元障碍及其髓鞘丧失所致的神经性疾病，且会随着时间的推移而不断恶化。更重要的是，目前临床上针对神经退行性疾病的治疗方法仍十分有限。其中一种方法是利用腺相关病毒（AAV）载体递送RNAi来靶向沉默突变基因。这种方法已经在进行亨廷顿舞蹈症的早期临床试验，在其他polyQ疾病中也接近临床阶段。

Medicine上发表了研究论文。这项研究表明，尽管在小鼠模型中使用腺相关病毒载体（AAV.miS1）递送治疗性RNAi能够预防或逆转脊髓小脑共济失调1型（SCA1），且具有长期安全性。然而，在非人灵长类中的研究却发现，AAV.miS1递送到小脑深部核或导致小脑毒性，这与反向末端重复（ITR）驱动的转录毒性神经反应相关。这些在啮齿类动物和非人灵长类研究结果之间的惊人对比，突显出在评估新的人类疾病治疗方法时，需要在多个物种中进行更广泛的安全性研究。

首次发现：AAV递送的RNAi疗法在非人灵长类脑中导致神经毒性

2，心理学部团队发表系列论文报道5-羟色胺2A/2C受体调控“感觉运动门控”的关键脑区

5-HT2C受体激动剂MK212在内侧前额叶（A）和腹侧海马（B）局部注射可以逆转MK801诱发的“前脉冲抑制”缺失“感觉运动门控”是指中枢神经系统过滤无关感觉信息的干扰从而保证中枢神经系统只对有意义的感觉信息进行深度编码的神经机制。已有研究发现5-羟色胺2A/2C受体（5-HT2A/2C受体）对“前脉冲抑制”（即“感觉运动门控”）有重要的调节作用，激动5-HT2C受体或反向激动5-HT2A受体（即降低受体功能）可以逆转精神分裂症动物的“前脉冲抑制”缺失，但其逆转作用的关键脑区尚不清楚。

上发表了文章。这两篇文章的研究提示在伏隔核和腹侧海马反向激动5-HT2A受体，或在内侧前额叶和腹侧海马激动5-HT2C受体可以促进“感觉运动门控”功能。该项研究不仅揭示了5-HT2A/2C受体调控“感觉运动门控”功能的脑区，为进一步研究其调控机制提供了实验基础，并且表明内侧前额叶、腹侧海马、伏隔核在调控“感觉运动门控”过程中起到了关键作用，为描绘“感觉运动门控”的神经环路提供了工作基础。

心理学部团队发表系列论文报道5-羟色胺2A/2C受体调控“感觉运动门控”的关键脑区

3，病毒感染可能促进神经变性

错误折叠蛋白质的聚集体发生在所谓的朊病毒疾病中。近日一项发表在Nature Communications上的新研究表明，一些病毒性疾病可能会导致神经退行性疾病。来自德国神经退行性疾病研究中心（DZNE）的研究人员基于实验室实验，能够证明某些病毒分子促进了蛋白质聚集体的细胞间传播，而这些蛋白质聚集体是阿尔茨海默病等脑部疾病的典型特征。这些结果可以提供关于急性或慢性病毒感染在多大程度上影响神经退行性疾病的线索。

病毒感染可能促进神经变性

4，SLEEP：认知行为疗法不仅能治疗失眠，还能改善疲劳和功能！

睡眠和生物钟对全身脏器的影响

认知行为治疗（CBT）的主要着眼点，放在患者不合理的认知问题上，通过改变患者对已，对人或对事的看法与态度来改变心理问题。失眠在患有慢性心力衰竭（HF）的成年人中很常见，并与日间症状和功能减退有关。为了判断CBT对慢性心力衰竭患者失眠、疲劳及日常功能的影响，来自美国耶鲁大学护理学院的专家开展了相关研究，相关研究发表在Sleep杂志上。研究发现在12个月内，HS对失眠严重程度、睡眠质量、自我报告的睡眠潜伏期和效率、疲劳、白天过度嗜睡和六分钟步行距离有持续的影响。与包括睡眠卫生教育的强大的HF自我管理计划相比，CBT-I在慢性HF成人的失眠、疲劳、日间嗜睡和客观测量的身体功能方面产生了持续的改善。

SLEEP：认知行为疗法不仅能治疗失眠，还能改善疲劳和功能！

5，瘫痪患者借助脑机接口可进行数字绘画

一幅由瘫痪参与者创作的数字绘画

通过允许网络访问社交媒体、游戏和消息，计算机可以显着改善运动障碍患者的生活质量。但在遭受灾难性伤害或疾病之后，我们通常认为理所当然的行为，例如点击或滚动，对于手部功能受损的人来说变得非常棘手。脑机接口(BCI)是一种很有前景且日益流行的方法，可用于协助和改善运动瘫痪后的控制。

上发表的一篇论文中，匹兹堡大学的一个神经工程师团队描述了一种用于破译BCI中大脑信号的新算法。通过将机器学习技术应用于从植入的BCI记录的数据，研究人员改善了光标控制和计算机的可访问性，使那些无法实际移动鼠标的人能够使用计算机。患者不仅能选择和应用不同的颜色(指向和点击)，还能描出轮廓和擦除数字(点击和拖动)。

瘫痪患者借助脑机接口可进行数字绘画

6，进入睡眠的最佳状态，保持头脑清醒

睡眠质量差和阿尔茨海默病都与认知能力下降有关，将两者的影响区分开来已经证明是一项挑战。近日圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员在Brain上发表了一项研究。研究人员追踪了老年人的认知功能，并将其与阿尔茨海默病相关蛋白质水平和睡眠时大脑活动的测量数据进行了分析，从而获得了有助于理清睡眠、阿尔茨海默病和认知功能之间复杂关系的关键数据。研究表明即使考虑到早期阿尔茨海默病的影响，睡眠时间短或长的人都比睡眠时间适中的人认知能力下降得更严重。这一发现有助于帮助人们在衰老过程中保持思维敏捷。

进入睡眠的最佳状态，保持头脑清醒

7，EHJ：不要上夜班！中国学者发现，上夜班超过10年的女性房颤风险增加64%！

根据第六次欧洲工作条件调查，高达21%的工作人员从事着轮班工作。被确定为常规白天之外的不规则工作时间表，通常分为日班、夜班、轮班和其他类型的轮班工作。心脏细胞中存在生物钟，通常由荷尔蒙信号同步，使我们的内部日常节奏与昼夜循环保持一致。过往研究表明心脏细胞内的昼夜节律也会影响心率，然而，长期、频繁的上夜班破坏了心脏的昼夜节律，也影响了新陈代谢和激素分泌。

近日中国学者联合美国杜兰大学对于夜班引发心房颤动和冠心病进行了深入研究，并为其间关系提供了确切的数据支持。这项基于英国生物数据库的大规模前瞻性队列研究结果表明，长期、频繁的夜间轮班工作，显著增加心房颤动和冠心病发生风险。该研究结果发表在European Heart Journal上。

EHJ：不要上夜班！中国学者发现，上夜班超过10年的女性房颤风险增加64%！

8，登上Science子刊，神经科学再次启发DNN设计！中科院揭秘介观自组织反向传播机制

在人工智能领域，目前人工神经网络中被广泛使用的反向传播算法（Backpropagation，BP）采用全局优化策略，这种端到端的学习方法性能卓越，但学习过程能量消耗大，且缺乏灵活性。中科院脑智卓越中心徐波、蒲慕明联合研究团队近期借助生物网络中发现的介观尺度自组织反向传播机制（Self-backpropagation，SBP），在更具效率和灵活性的类脑局部学习方法方面取得了重要进展。该工作可以进一步引导生物和人工网络的深度融合，最终实现能效比高、可解释性强、灵活度高的新一代人工智能模型。研究结果发表在Science

登上Science子刊，神经科学再次启发DNN设计！中科院揭秘介观自组织反向传播机制

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