| 使用光诱发内在驱动的人体视网膜在体弹性成像 |
Liu, T. |
2026-05-04 |
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视网膜的生物力学特性决定了其功能、结构完整性以及对疾病的易感性，但由于缺乏安全且空间定位精准的机械驱动手段，目前仍难以在活体中进行测量。本研究提出了一种新框架，通过利用光转导驱动的内源性光学激励，在活体人眼中探测视网膜生物力学特性。采用相位分辨光学相干断层扫描结合局部相位参考方法，我们解析了光刺激引起的主要外层视网膜界面的有符号纳米级位移。由此产生的形变场起源于光感受器外节，并以离心度依赖的方式分布于视网膜各层间——中央凹区域呈现高效轴向传递，而旁中央凹区域则表现为衰减性传播。我们开发了混合解析与有限元分析框架，基于视网膜各层的协同形变及视网膜结构随离心度的解剖变异，反演了各层的生物力学特性。在视网膜色素变性病例中，该范式能够在天然层状结构丧失的过渡区检测到光诱发形变，从而实现对退化前沿脆弱光感受器的功能性评估。这些结果共同确立了内源性光刺激作为活体视网膜弹性成像的基础，实现了对活体人眼视网膜生物力学特性与功能的非侵入性定量成像。 |
| 单核细胞迁移源于趋化因子信号网络的分化。 |
So, S. S. |
2026-05-04 |
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在免疫稳态或炎症疾病背景下，白细胞迁移受趋化因子配体激活趋化因子受体的调控。为阐明这些相互作用如何驱动细胞迁移，我们绘制了单核THP-1细胞中趋化因子刺激的信号转导网络。全局磷酸化蛋白质组学揭示了趋化因子受体CCR2下游630个磷酸化蛋白的时间分辨变化。我们采用"PHONEMeS"网络建模算法，生成了与观测蛋白磷酸化数据一致的最简约信号转导网络。CCR2信号网络呈现高度发散性，通过多分支途径调控细胞迁移所需蛋白。我们利用靶向网络不同分支的激酶抑制剂验证该模型，成功阻断了趋化因子刺激的细胞迁移。因此，趋化作用是细胞对发散信号通路整合响应的涌现特性。该范式表明，通过抑制网络内任一发散分支，即可实现趋化因子驱动炎症的生理调控或药理学阻断。 |
| 上肢周围神经手术后绘画时的功能连接：运动区与视觉运动-顶叶区之间的连接增强 |
Gassass, S. |
2026-05-04 |
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重要性：上肢周围神经损伤（PNI）术后恢复取决于支持感觉运动控制的皮层神经模式变化。基于任务的功能连接（FC）可表征这些变化，但少有研究探索PNI后生态学精细运动有效任务中的FC。目的：研究右侧手部PNI术后个体在右手绘图时左侧初级运动皮层（M1）的任务态FC。参与者：44名右利手成年人，包括12名PNI术后患者（8例神经修复术，4例神经转位术）和32名健康对照。方法：所有参与者在执行右手视觉运动精确绘图任务时进行fMRI扫描。采用种子点连接分析表征左侧M1与全脑体素间的FC模式。假设左侧M1的FC在患者与对照组、修复术与转位术组间存在差异，并与术后时间呈协变关系。结果：患者（vs.对照组）左侧M1与右侧视觉及前运动皮层的FC增强。神经转位术（vs.修复术）左侧M1与右侧顶下区域的FC增强。术后时间与FC无线性相关，但探索性分析提示对数时间与左侧M1-右侧顶下小叶FC呈负相关。结论：PNI术后视觉运动精确绘图涉及独特且行为相关的神经模式，该模式随任务需求变化，且可能因手术类型不同而存在差异（尽管存在临床异质性）。顶下皮层在术后早期（即对数时间阶段）可能尤为活跃。为改善PNI后上肢功能恢复，临床建议包括：早期开展功能特异性精细训练、根据手术及恢复阶段制定康复方案、采用多维度手功能评估。 |
| 区分真实面孔与虚拟面孔上情绪表达反应的神经机制 |
Rapanan, D. |
2026-05-04 |
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随着虚拟形象日益普及，理解大脑如何处理虚拟面孔中的情绪表达变得至关重要。我们比较了真实面孔与虚拟面孔在七种情绪（愤怒、厌恶、恐惧、喜悦、悲伤、惊讶、中性）表达下的行为与神经反应。实验一（n=61）中，参与者对成对面孔的相似度进行评分。表达相同情绪的面孔在不同面孔类型间获得高度相似性评分，而情绪不匹配时评分显著降低，表明尽管面孔真实度存在差异，感知到的情绪意义仍得以保留。实验二（n=91）中，采用功能性近红外光谱技术测量参与者观看相同刺激时的大脑活动。广义线性模型分析显示，视觉区域对虚拟面孔以及惊讶与中性表情的激活更强。然而，功能连接分析揭示了面孔类型与情绪在大脑网络层面的差异：真实面孔在额叶、中央颞叶及顶叶区域引发更强的连接模式，而高唤醒度情绪（恐惧、愤怒、喜悦）相比其他表情与更广泛的网络参与相关。结果表明，面孔类型处理发生在早期视觉区域，尽管感知相似，真实与虚拟面孔上的不同情绪仍与大脑中独特的网络级连接模式相关联。 |
| 人类腹内侧前额叶皮层中情感空间的网格状基础 |
Ma, Y. |
2026-05-04 |
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人类情感体验在日常生活中千差万别，但它们在由效价和唤醒度定义的连续情感空间中呈现出系统性组织。尽管这种环形结构模型塑造了数十年的研究，其神经实现机制仍不明确。本研究探究抽象情感概念是否在大脑中采用网格状坐标原则进行编码。在功能性磁共振成像实验中，参与者通过面部表情渐变和短语序列追踪情感空间中的轨迹。我们发现腹内侧前额叶皮层以网格编码特有的六边形方向调制模式编码情感空间。这种坐标表征可跨刺激模态泛化，表明其抽象性超越了知觉特征。网格状信号反映了独立于外显行为的情感概念稳定度量组织，而腹内侧前额叶皮层中与距离相关的信号则能预测逐次试验的情感判断。这些发现表明，人类大脑通过网格状坐标系构建情感知识结构，这种结构可支持预测性推理和灵活决策。 |
| 在发炎的肠道中，定植和植入的大肠杆菌群体通过不同的途径扩张。 |
Roggiani, M. |
2026-05-04 |
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肠道炎症会使胃肠道中肠杆菌科的丰度增加数个数量级。这种群体扩张（即"爆发"）与疾病进展相关，并在某些情况下被认为会加剧肠道病理变化。小鼠研究表明，在大肠杆菌定植早期（即植入阶段），炎症通过依赖钼辅因子（Moco）的过程增强其适应性——该辅因子存在于多种氧化还原酶中，由钼原子与蝶呤分子配位形成。我们利用小鼠共生大肠杆菌分离株和DSS诱导的结肠炎模型，探究Moco是否对作为常驻菌群组成部分的大肠杆菌爆发（即在炎症发生前已成功植入的大肠杆菌）同样重要。结果显示，常驻野生型与Moco缺陷型大肠杆菌在炎症刺激下呈现相似的扩增幅度，表明在此情境下，依赖Moco的硝酸盐呼吸或甲酸氧化等过程对炎症诱导的爆发并非关键。然而我们发现，在无炎症状态下，Moco对大肠杆菌定植至关重要，提示替代呼吸途径或其他Moco依赖过程是健康小鼠肠道中大肠杆菌定植的必要条件。本研究揭示炎症诱导爆发的机制可能取决于植入与炎症发生的时间关系，同时强调在识别和解读影响肠道微生物适应性的因素时，必须考虑定植阶段这一关键变量。 |
| 婴儿碳水化合物代谢因哮喘风险状态而异，并与解纤维素拟杆菌的功能潜力相关 |
Steininger, H. M. |
2026-05-04 |
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儿童特应性疾病与肠道微生物组发育延迟及代谢功能障碍相关，但微生物驱动因素尚不明确。为探究肠道微生物组活跃发育期哮喘风险的微生物关联因素，我们采用基因组解析宏基因组学（高风险组=7例；健康对照组=12例）和非靶向代谢组学（高风险组=11例；健康对照组=15例）分析了6月龄高哮喘风险婴儿和健康对照婴儿的粪便样本。共获得82个细菌物种级宏基因组组装基因组。整体分类组成未因哮喘风险而异。基于关键差异可能与特定基因组相关的假设，机器学习方法锁定纤维素拟杆菌、Hungatella effluvii和Enterocloster aldenensis与哮喘风险状态相关。这三个物种在健康对照组婴儿中丰度更高，且纤维素拟杆菌基因组相较于其他MAGs富集碳水化合物代谢基因。代谢组学分析显示与哮喘风险相关的变异（PERMANOVA检验，R²=0.069，p=0.016）。高风险组粪便代谢组富集单糖，而健康对照组含更多含氮化合物。对显著区分哮喘风险组的化合物进行整合基因组-代谢模型分析，发现阿拉伯糖和胍基丁胺存在与风险相关的群落编码代谢潜能依赖性互作，其粪便浓度分别与纤维素拟杆菌和H. effluvii的功能特征相关。这些发现表明，6月龄时微生物影响的代谢差异与哮喘风险相关，纤维素拟杆菌和H. effluvii成为影响这种代谢重塑的候选细菌。 |
| 基于物种差异引导的Perturb-seq筛选揭示了侧支动脉形成的通路 |
Fan, X. |
2026-05-04 |
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侧支动脉是天然的旁路通道，可在动脉阻塞时重新引导血流，从而在脑卒中和冠状动脉疾病中限制组织损伤。尽管具有临床疗效，但由于我们对侧支动脉发育机制的理解有限，目前仍缺乏促进其生长的治疗策略。值得注意的是，豚鼠在多个器官中展现出异常密集的侧支动脉网络，使其大脑和心脏完全抵抗缺血性损伤。本研究通过比较豚鼠和小鼠组织的单细胞RNA测序数据，识别与广泛侧支动脉发育相关的内皮细胞基因表达模式。随后我们开发了小鼠体内Perturb-seq平台，用于验证豚鼠中差异表达的基因是否影响动脉内皮细胞特化。该流程鉴定出在豚鼠中表达下调的动脉抑制因子，当在小鼠中抑制这些因子时，可增加软脑膜侧支血管丰度。下游分析表明，包括WNT和缺氧反应基因在内的动脉抑制因子，主要作用于两种毛细血管内皮细胞亚群：Esm1+前动脉细胞和Apln+血管生成尖端细胞。这些抑制因子活性降低后，更多内皮细胞获得动脉特性，从而促进侧支动脉形成。综上，本研究建立了发现物种特异性性状相关基因的策略，提示豚鼠因动脉抑制通路和缺氧反应活性降低而拥有丰富侧支血管，并确定了促进侧支动脉形成的新靶点。 |
| 南亚母系单倍群R30的谱系为人类穿越南亚的迁徙提供了系统发育证据。 |
Desai, S. |
2026-05-04 |
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南亚在早期人类迁徙的讨论中占据核心地位，尤其是关于"走出非洲"模型和欧亚大陆殖民化的研究。对M单倍群的研究曾被用于支持北线和南线两种假说，但该地区现有的考古和遗传证据仍相互矛盾。本研究发现，除M单倍群谱系外，部分R谱系也展现出古老且具有本地根源的变异特征，其中R30是南亚地区分布广泛的R谱系单倍群之一。为深入理解南亚人口历史，我们研究了本土谱系R30单倍群的系统地理分布。通过分析来自不同大陆和岛屿人群的190条现代及古代完整序列（包括44条新测序序列），我们优化了R30的系统发育树，并鉴定出一个新的基础谱系R30c。贝叶斯法和ρ法年龄估算表明，R30约在5万年前起源于印度次大陆。早期分化可能发生在北印度，衍生出R30b（约4.4万年前），而R30a和R30c主要在南印度分化。R30单倍群的多个子分支表现出显著的奠基者效应特征，尤其在斯里兰卡的语言孤立群体维达人、南印度的乌鲁库鲁姆班人以及拉克沙群岛人群中。贝叶斯天际线分析显示，该谱系经历了长期人口稳定期，随后在约2万年前出现快速谱系扩张，近期则呈现与局部遗传漂变和相对较近的奠基者事件相关的衰退。泰国和印度尼西亚发现的早期分化R30谱系进一步支持南亚与东南亚之间的长期联系。总体而言，考古与遗传证据表明南亚殖民化存在多次迁徙事件。 |
| 非平衡态促进逆三羧酸循环中一锅法非酶碳固定及氨基酸合成 |
Lin, Y.-H. |
2026-05-04 |
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在还原性三羧酸（rTCA）循环中，已有多种代谢物被发现可在前生命条件下形成。然而，这些代谢物如何相互连接并构成完整的rTCA循环仍是未解之谜。作为古老代谢途径，rTCA循环对生命起源具有重要意义，因其与氨基酸和核苷碱基的合成通路相连接。在前生命条件下完成rTCA循环的主要挑战，在于琥珀酸还原羧化生成α-酮戊二酸这一热力学不利反应。本研究通过利用能量的本质——非平衡条件——来应对这一挑战。通过计算不同非平衡条件下琥珀酸转化为α-酮戊二酸及其下游反应（α-酮戊二酸生成谷氨酸和异柠檬酸）的自由能变化，我们发现当反应物与产物比例为10000:1、压力1.013 bar、pH 10、温度70℃时，这两步反应在非平衡条件下均为放能反应。为验证该概念，我们在反应物与产物比例10000:1条件下，以NH2OH和连二亚硫酸钠催化琥珀酸生成谷氨酸。该过程由Fe(0)、Fe3O4和人工原-[4Fe4S]簇在1M NaCl、pH 10、70℃、1 atm 13CO2气氛中催化反应48小时。这种非平衡条件与一锅法体系成功促进了琥珀酸通过碳固定生成α-酮戊二酸及其后续转化为谷氨酸的过程。这些发现表明非平衡态能够实现琥珀酸与CO2生成α-酮戊二酸，并提示自然热力学倾向可能成为生命起源中自催化作用的驱动力。 |