生理科学进展

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综述

脑干和边缘系统调控代谢和能量平衡研究进展

苏志洁王炳蔚刘佳瑞孙正汪浩沈伟郑瑞茂△

2022, 53(5): 321-328.

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肥胖和相关代谢紊乱是人类日益增长的健康挑战，主要由能量摄入和能量消耗之间失衡所致。众所周知,中枢神经系统调控机体代谢稳态和能量平衡，下丘脑发挥核心调控作用。近年来研究发现,脑干和边缘系统也密切参与摄食、体温、糖脂代谢、食物相关奖赏及成瘾、水盐平衡等代谢相关功能调控，共同维持机体能量平衡。目前美国 FDA 批准上市的7种减肥药物，其中6种是以中枢神经系统神经递质及其受体为靶点。因此，阐明中枢神经系统调节代谢和能量平衡的机制，对研究肥胖相关发病机制及新药研发,具有重要意义。本文综述近年来有关脑干和边缘系统调控代谢和能量平衡研究进展,以期深入了解中枢神经系统调控代谢和能量平衡的神经与分子机制，为开发新的肥胖相关疾病诊疗药物提供新的参考。

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综述

外泌体作为肌萎缩侧索硬化生物标志物的研究进展

夏恺璘陈勇樊东升△

2022, 53(5): 329-335.

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探索生物标志物是肌萎缩侧索硬化(amyotrophiclateralsclerosis,ALS)研究领域的热点和难点。既往相关研究多直接利用体液标本(血液和脑脊液为主)开展，然而目前仍无可用于临床的成果。外泌体是广泛存在于细胞外液中的纳米级细胞外分泌囊泡,携带 DNA、RNA、蛋白质、脂质等细胞成分运送至受体细胞,在细胞间信息传递中发挥重要作用。外泌体本身相对稳定，可以保护内容物不被降解，并可穿透血脑屏障等重要屏障。此外，不同细胞分泌的外泌体携带有相应分子标记，有助于分离特定细胞来源的外泌体亚型。外泌体的这些特点促使其成为目前疾病生物标志物研究的热点。外泌体在肌萎缩侧索硬化的发生发展中发挥了重要作用,也可能成为该疾病的生物标志物来源。近年来,在趋于稳定的分离提纯技术支持下,很多研究已经发现外泌体中的一些蛋白和 RNA 可以作为肌萎缩侧索硬化的潜在生物标志物，较之于分布在血浆和脑脊液等体液中者，具有更高的浓度和灵敏度。外泌体中其他成分,如 DNA 和小分子物质也为生物标志物的探索提供了新思路。此外通过分离神经系统来源的外泌体来探索肌萎缩侧索硬化的生物标志物可以提示更多潜在的病理机制,更具有研究价值。本文将综述利用外泌体探索肌萎缩侧索硬化生物标志物的研究进展,并展望今后可能的研究方向。

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小专论

RNA网络调控在间充质干细胞及其外泌体修复心肌损伤中的作用

修文丽毛成刚△

2022, 53(5): 337-341.

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间充质干细胞是干细胞移植研究的明星细胞,在修复心肌损伤、改善心功能方面具有巨大潜能。近年研究发现，间充质干细胞分泌的外泌体是移植物发挥生物学效应的主要载体，其中不同种类的 RNA 各司其职、密切配合,主导了整个调控过程。本文综述了以间充质干细胞及其外泌体为基础的心肌损伤修复机制，并着重介绍 RNA 的动态变化及其构建的复杂、交互的调控网络。

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小专论

UCP1调控棕色脂肪组织能量代谢及线粒体稳态

关璐1 刘川川张瑞霞△

2022, 53(5): 342-346.

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解耦联蛋白1(uncouplingprotein1,UCP1)是线粒体内膜的核编码蛋白，主要在棕色脂肪组织(brownadiposetissue,BAT)中表达，在调节能量代谢和线粒体稳态等方面发挥重要作用。UCP1调节 BAT 线粒体生物合成、线粒体动力学稳态和线粒体自噬，而三者的动态平衡有助于线粒体正常功能的发挥。本文主要对 UCP1的结构与分布、UCP1调控 BAT 能量代谢相关机制、UCP1调控 BAT 线粒体稳态等方面进行综述。

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小专论

骨髓来源的抑制性细胞在中枢神经系统疾病中的作用

黄梅凤刘文凤袁新春△

2022, 53(5): 347-352.

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骨髓来源的抑制性细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是近年来发现来源于骨髓的一群不成熟的异质性细胞,通过调控免疫细胞发挥免疫抑制功能,在肿瘤、自身免疫性疾病等疾病中起重要作用。目前,胶质瘤、多发性硬化、阿尔茨海默病、帕金森病、情感障碍、脑缺血等中枢神经系统疾病的发病机制尚未完全阐明,治疗仍是一大难题。越来越多的研究表明 MDSCs在上述疾病中出现聚集增多的现象,因此 MDSCs可能在中枢神经系统疾病的发生发展中发挥作用,并可作为中枢神经系统疾病的治疗靶点之一。本文就 MDSCs与上述中枢神经系统疾病的关系及其在疾病中的具体作用机制作一综述。

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小专论

产后抑郁症的神经生物学机制

耿希文成昕昕李自发郭淼魏盛△

2022, 53(5): 353-357.

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产后抑郁症是目前发病率较高的一种女性产褥期特发精神障碍疾病,临床治疗手段有限且存在严重副作用。目前对于其神经生物学机制的探索研究较多,但各领域均存在亟待完善的问题,一定程度阻碍治疗手段的拓展。本文主要围绕产后抑郁症的神经生物学机制,就其神经内分泌机制、中枢神经递质机制、神经免疫机制、相关脑区及神经环路机制四个主要方面的研究进展进行综述,并提出女性相关脑区对产后特定生理时期性甾体激素及其代谢产物波动变化的敏感性改变,进而产生相应精神行为症状是产后抑郁症发病机制中的关键,以上认识为该领域的后续进展奠定理论基础。

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小专论

NLRP3和 AIM2炎症小体在非酒精性脂肪性肝炎发病中的作用

刘玲杨文琦赵格李亚平李良鸣△

2022, 53(5): 358-362.

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非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已被公认为全球主要的公共卫生问题。非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是 NAFLD的一种晚期形式,可能发展为肝硬化和肝细胞癌。炎症反应在 NAFLD 的进展中起关键作用。炎症小体是多蛋白复合物，可以感知来自受损细胞和病原体释放的的危险信号，并介导半胱氨酸蛋白酶-1的活化，进而使pro-IL-1β和pro-IL-18剪切为成熟IL-1β和IL-18，在半胱氨酸蛋白酶-1激活后产生的IL-1β为其他的炎性细胞因子提供正向前馈刺激，从而放大炎症。本综述旨在论述 NLRP3、AIM2炎症小体在 NASH 中可能发挥的作用。

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小专论

高密度脂蛋白功能研究新进展

许璨龚朵刘厂辉唐朝克△

2022, 53(5): 363-367.

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高密度脂蛋白颗粒由蛋白质、脂质、miRNA 等多种成分组成,具有介导胆固醇逆向转运、抗氧化、抗炎等功能,其组成成分及功能变化与动脉粥样硬化发生、发展密切相关。高密度脂蛋白功能随着组成成分变化而发生改变。本文主要综述了高密度脂蛋白功能与组成成分对动脉粥样硬化的影响,以期为动脉粥样硬化防治提供新思路。

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科研新闻

2022年诺贝尔生理学或医学奖———从灭绝人类基因组看人类进化

陈蓉李淑艳

2022, 53(5): 366.

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2022年10月3日,诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特·帕博（Svante P??bo）,以表彰其在已灭绝人类基因组和人类进化方面的发现。帕博从很小开始以及在乌普萨拉大学（Uppsala University）学习期间就对埃及学有着浓厚的兴趣,在研究生期间额外参加了一项从木乃伊中分离DNA的项目。1986年帕博在乌普萨拉大学取得博士学位,后在苏黎世大学（University of Zürich, Switzerland）Walter Schaffner实验室和加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley, USA）Allan Wilson实验室进行博士后研究。(全文详见CNKI)

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小专论

LncRNA作为ceRNA在脑缺血再灌注损伤中的作用

李想蔡乐王文波王勇△

2022, 53(5): 368-372.

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长链非编码 RNA（longnon-codingRNA,lncRNA）是一类长度超过200核苷酸的 RNA 分子，可作为竞争性内源 RNA(competingendogenousRNA,ceRNA)对microRNA(miRNA)及其下游靶基因进行调控，这种调控在肿瘤、糖尿病、心脑血管疾病、退行性病变等方面发挥了重要作用。现代研究证实，lncRNA 可通过ceRNA 作用对转录产物进行调控，干预脑缺血再灌注损伤中氧自由基生成、炎性反应、凋亡、自噬及内质网应激等病理生理过程。本文将对lncRNA 作为ceRNA 在脑缺血再灌注损伤中的潜在作用机制进行综述，为缺血性脑卒中的防治提供新的研究思路与方向。

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科研新闻

内侧前额叶皮层参与社会竞争及等级形成

侯予甲郑瑞茂

2022, 53(5): 372.

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社会竞争（social competition）是生物个体进行生存资源竞争,并在统治等级（dominance hierarchies）体系里争取优势的重要行为;其意义在于降低种内攻击、增强种内稳定、提高物种环境适应力,有利于种族繁衍。社会竞争,是神经系统高级功能,研究其机制具有重要科学与社会意义。近年来研究逐步揭示,内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex,m PFC）可能是参与人类和啮齿动物等级统治相关行为调控的关键脑结构之一。（全文详见CNKI）

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小专论

核糖体自噬的研究进展

梁丹任超赵鹏跃田英平△ 姚咏明△

2022, 53(5): 373-378.

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核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，主要由核糖体 RNA 和核糖体蛋白质构成，负责将mRNA 上的遗传密码翻译成多肽链上的氨基酸序列，是细胞内蛋白质合成的主要场所。自噬是由溶酶体介导的吞噬细胞内成分及细胞器，形成自噬溶酶体，降解内容物和再利用的一个过程。自噬可以是选择性的，也可以是非选择性的，其中核糖体自噬是一种选择性自噬方式。NUFIP1是目前已知介导核糖体自噬的关键蛋白分子。本文围绕核糖体自噬的研究新进展及核糖体病变与疾病的关系作一综述。

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科研新闻

运动时段与机体代谢

赖富婷郑瑞茂

2022, 53(5): 378.

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运动锻炼（physical exercise）是优化代谢状态的重要途径。运动锻炼对机能增强及疾病预防具重要意义。生物节律（circadian rhythm）是与昼夜相关的生理变化节律;其参与调控神经、内分泌、免疫等诸多生理功能。锻炼引起的代谢优化效应,是否与生物节律相关;以及,是否某运动时间段,可较大程度地优化人体代谢机能,均为医学界关注热点。德国糖尿病研究中心Dominik Lutter团队与丹麦哥本哈根大学Juleen R. Zierath团队发现:在不同的时间段进行体育锻炼, ,会对人体代谢机能产生不同影响;2-羟基丁酸(2-hydroxybutyrate,2-HT)可作为与运动相关的反映机体代谢水平的分子标志物。该研究发表在2022年2月Cell Metabolism 杂志。(全文详见CNKI)

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小专论

焦磷酸肌醇的功能及其在疾病中的作用

程维维陈媛媛付成来△

2022, 53(5): 379-384.

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焦磷酸肌醇(inositol pyrophosphates)是一类小分子化合物，是含有焦磷酸基团的磷酸肌醇，在动物、植物以及其他真核细胞中含量丰富。作为第二信使，焦磷酸肌醇广泛参与多种细胞信号传导，在心血管疾病和糖尿病等病理生理过程中起着重要作用。哺乳动物细胞中存在四种焦磷酸肌醇，分别是5-焦磷酸-五磷酸肌醇(5-InsP7)、1-焦磷酸-五磷酸肌醇(1-InsP7)、1,5-双焦磷酸-四磷酸肌醇(InsP8)和5-焦磷酸-四磷酸肌醇(5PP-InsP4)。研究发现5-InsP7 是治疗心肌梗死和糖尿病等疾病的潜在药物靶点。我们将在本文中阐述这些焦磷酸肌醇的细胞生物学功能、分子机制及其在疾病中的作用。

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科研新闻

利尿激素31(Dh31)———摄食与求偶行为调控因子

孙雨萌郑瑞茂

2022, 53(5): 382.

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摄食（food-intake）可维持物种生存;而求偶（courtship behavior）则是种系繁衍所需重要行为;这两种生物最基本行为之间,可能存在内在调控机制,以维系物种适应及进化。美国加州大学圣地亚哥分校Hui-Hao Lin带领的科研团队以黑腹果蝇为研究对象,发现了摄食与求偶之间的关联机制:即,首先摄入富含蛋白质的食物,然后再启动求偶行为;而两种行为之间的转化,是由肠道细胞来源的一种神经肽,“利尿激素31”（diuretic hormone 31, Dh31）参与介导的。

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小专论

生长抑素受体2的功能与研究进展

李卓凡黄佳琪孔炜△

2022, 53(5): 385-389.

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生长抑素受体(somatostatin receptors, SSTR)家族属于 G 蛋白耦联受体超家族，共有5种亚型(SSTR1-5)。其中SSTR2是目前研究最广泛和深入的 SSTR 亚型，分布于人体各组织器官，并且在内分泌、中枢神经等系统发挥重要调节作用。在病理情况下，许多肿瘤高表达 SSTR2，以SSTR2为靶点进行肿瘤的影像学检查和靶向治疗可以有效控制肿瘤生长、增殖、转移以及评估肿瘤恶性程度和预后效果，具有很好的临床应用前景。此外，在心血管尤其是血管内皮的功能调控中，SSTR2也发挥着重要作用。本文对 SSTR2的功能及其在肿瘤和心血管这两个主要研究领域中的进展进行了总结。

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小专论

初级纤毛在神经系统中的作用与机制

郑锦珍赵洪泽郭凤△

2022, 53(5): 390-395.

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初级纤毛是一种从细胞体向细胞外突起的毛发状结构，广泛存在于神经系统中，近年来的研究认为初级纤毛在神经系统疾病中发挥关键作用。在神经系统的生理条件下，初级纤毛调节细胞周期进程，并参与多种细胞信号通路的转导；在某些病理条件下，初级纤毛结构和功能突变，引起信号转导障碍，促进神经系统疾病发展，加重疾病症状。本综述主要通过探究初级纤毛在神经系统生理和病理中的作用与机制，提出其可成为神经精神系统疾病药物治疗的新靶点。

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科研新闻

干细胞活化过程中的自噬诱导在唾液腺自我更新中起关键作用

尤伟丛馨

2022, 53(5): 395.

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干细胞活化过程中的自噬诱导在唾液腺自我更新中起关键作用唾液腺等相对静止的组织会对损伤等刺激做出反应性扩张、替换和再生。驻留干细胞/祖细胞是这一过程的关键,激活后,它们具有自我更新的能力。自噬有助于调节成体组织的分化,但是否促进组织中干细胞自我更新尚不清楚。首先,作者通过使用溶酶体抑制剂巴菲霉素 A1和氯喹以及敲低调节自噬起始基因 Atg13来抑制唾液腺干细胞(salivary gland stem cells, SGSCs)的自噬,发现均可使SGSCs细胞失去或降低形成次级类器官的能力。之后,作者观察到具有自噬能力的基因型 Atg5+/+ 和 Atg5+/- 小鼠唾液腺类器官均具有功能性自噬流,干细胞可保持自我更新的能力,而来自 Atg5-/- 小鼠胚胎唾液腺类器官则表现出完全的自噬阻断,且其干细胞失去细胞分裂能力,这表明自噬对于SGSCs的持续自我更新至关重要。进一步,作者使用 Tat-BECN1肽(该肽可刺激基础自噬活性增加)处理小鼠 SGSCs,发现细胞自我更新效率增强,移除该肽后又恢复原状,表明自噬诱导在体外增加SGSCs的自我更新能力。此外,作者观察到新鲜分离的 SGSCs比其衍生的祖细胞具有显着降低的自噬流,在3D培养扩增激活后SGSCs可出现增强的自噬流,说明 SGSCs激活后可诱导自噬。最后,作者使用缝合线结扎法对小鼠唾液腺诱导局部损伤,通过免疫荧光检测到自噬相关蛋白 LC3、SQSTM1和 ATG16L1在 SGSCs 所在的导管再生处显著增加,而在腺泡区域没有显着增加,且一直持续到再生期结束,这说明自噬在休眠 SGSCs的再生过程中发挥关键作用。综上,自噬是SGSGs自我更新的关键调节途径,这将为开发基于自噬调节的有效干细胞疗法提供新视角。(Autophagy,2022,18︰293~308)

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小专论

肠道菌群影响宿主的中枢神经系统和精神性疾病的研究进展

武强强王德华张学英△ 杨慧娣△

2022, 53(5): 396-400.

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肠道菌群在维持宿主正常的生理功能中起着非常重要的作用,当肠道菌群的平衡遭到破坏时会导致各种各样疾病的发生。近年来的研究表明肠道菌群的改变会引起宿主中枢神经系统功能的改变,如会产生焦虑、抑郁等不良情绪和认知功能损伤等,使宿主罹患一些神经精神性疾病，如阿尔茨海默症、帕金森病和自闭症等。肠道菌群与脑通过肠-脑轴(gut-brainaxis, GBA)进行联系，这条通路包括了迷走神经、内分泌和中枢神经系统免疫反应等途径。肠道菌群的定植受应激、疾病、抗生素使用等多方面的影响，益生元和益生菌、粪菌移植及抗生素、食物和一些传统中草药可以通过改变宿主的肠道菌群进而影响宿主的中枢神经系统功能。本文对肠道菌群如何影响中枢神经系统的功能进行了综述，同时也介绍了利用益生菌和益生元、粪菌移植、一些食物和中草药等干预肠道菌群来缓解神经退行性疾病的方法，以期为治疗中枢神经系统疾病提供新的措施。

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科研新闻

中脑多巴胺及五羟色胺与神经性厌食症

侯予甲郑瑞茂

2022, 53(5): 400.

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神经性厌食症（anorexia nervosa）是由于主观精神因素引发的摄食障碍,其特征为限制能量摄入导致体重减轻,并对体重增加具有强烈恐惧感。神经性厌食症是中枢神经系统疾病,其患病率、致残率、致死率均较高;其发病率在我国呈现逐年上升趋势。近年来研究逐步揭示,中枢神经系统的多巴胺能（dopaminergic）神经元与五羟色胺能（serotoninergic）神经元可能是参与人类神经性厌食症的关键神经元。因此,揭示神经性厌食症的神经病理学机制,对其临床防治具有重要意义。（全文见CNKI）

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