| 胚胎结构的时间到空间模式化可能涉及时间信息的主动转化，而非直接映射。 |
Garcia-Guillen, J. |
2026-05-13 |
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胚胎发育中空间模式如何形成，经典解释是法国国旗模型，即细胞通过解读形态发生素浓度阈值获得位置身份。然而在许多发育系统中，空间模式是通过基因表达的时间程序逐步转化为空间组织而涌现的。在短胚带昆虫赤拟谷盗中，产生体节的分节基因周期性表达和建立区域身份的间隙基因非周期性表达，均在胚胎后部依次启动，并以波的形式向前传播。理解这种时间基因表达程序如何转化为空间模式仍是重大挑战。为解决该问题，我们开发了基于杂交链式反应的连续多重成像策略，可在同一胚胎中可视化多达十个前后轴模式基因。通过结合内含子-外显子标记，我们建立了推断前后轴模式形成过程中基因表达动态和传播行为的框架。利用该框架，我们发现间隙基因表达域在组织延伸过程中持续动态变化并继续传播，表明空间模式在整个发育过程中被主动重塑。随后我们直接比较了后部时间基因激活与分节基因和间隙基因最终空间组织的关系。令人惊讶的是，初级分节基因在空间中保留了时间相位关系，而间隙基因则不然。相反，间隙基因表达域的相对位置在向前移动过程中逐渐改变，表明间隙基因的最终空间组织是在传播过程中主动重塑的，而非直接继承自初始时间序列。间隙基因表达域的持续传播行为表明，这种重塑可能源于基因间差异化的传播动力学，和/或模式形成过程中基因调控互作的渐进式重构。这些发现共同揭示，时间到空间的模式化过程可能涉及时间信息的主动转化，而非简单的时间到空间映射。 |
| ContextTAD：基于Hi-C接触图谱的TAD识别中的上下文感知边界学习方法 |
Long, W. |
2026-05-13 |
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动机：从Hi-C接触图谱中可靠地识别拓扑关联结构域（TAD）在高分辨率和实际测序深度下仍具挑战性。核心原因在于许多识别方法主要从局部信号中学习边界证据，而域兼容性主要在后续解码阶段处理，因此学习到的边界分数并未针对最终决定TAD结果的组装步骤进行显式优化。结果：我们提出ContextTAD，一种深度学习TAD识别方法，能从捕获TAD尺度结构上下文的更广局部Hi-C窗口中学习边界证据。ContextTAD不将边界预测视为孤立的逐bin分类问题，而是利用上下文感知表示生成左右边界轨迹，并针对下游TAD组装进行显式优化。具体而言，该模型结合了二维Hi-C窗口的多尺度特征提取、奖励兼容边界组合的对目标以及正则化窗口级边界证据的计数目标。由于高质量TAD注释的有限可用性，用于TAD识别的监督深度学习方法仍然罕见。为解决这一瓶颈，我们通过整合高覆盖度Hi-C结构与互补的边界相关基因组信号构建了改进的训练注释，从而为模型训练提供更可靠的监督。我们在标准比较评估、测序深度鲁棒性分析和跨细胞类型迁移设置中，将ContextTAD与多种替代TAD识别方法进行基准测试，发现它在广泛设置中表现强劲，对生物学支持的TAD具有最佳整体恢复能力。可用性：https://github.com/ai4nucleome/ContextTAD 联系方式：yanlinzhang@hkust-gz.edu.cn |
| 胶质母细胞瘤中星形胶质细胞的免疫抑制活性依赖于ZEB1，并被CXCL14所拮抗。 |
Clement, M. |
2026-05-13 |
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胶质母细胞瘤是一种无法治愈且致命的脑癌。免疫疗法为胶质母细胞瘤患者提供了新的有前景的治疗选择，但这些癌症的高度免疫抑制特性构成了棘手的临床障碍。胶质母细胞瘤的免疫逃逸由肿瘤微环境中的细胞间相互作用驱动，近期研究已确定星形胶质细胞是免疫沉默的重要贡献者[1, 2]。细胞可塑性是反应性星形胶质细胞的关键特征，驱动着促炎或抗炎状态的异质性[3]，但星形胶质细胞-免疫相互作用的分子调控机制仍不完全清楚。本研究探讨了胶质母细胞瘤相关星形胶质细胞的细胞可塑性是促进还是抑制肿瘤进展，并发现星形胶质细胞可塑性的丧失会导致T细胞募集和免疫激活。我们通过临床前模型的单细胞测序、体内遗传扰动以及体外小鼠和人类实验系统，评估了星形胶质细胞可塑性如何影响胶质母细胞瘤微环境中的免疫功能。结果显示，胶质母细胞瘤周围的星形胶质细胞表达干细胞相关转录因子ZEB1，而条件诱导性星形胶质细胞特异性敲除Zeb1可显著抑制胶质母细胞瘤生长并延长生存期。在星形胶质细胞Zeb1缺陷小鼠模型中，T细胞募集和激活的增加与免疫趋化因子CXCL14的表达升高相关，而在实验性胶质母细胞瘤模型中通过病毒递送CXCL14可提高生存率。我们的数据支持CXCL14作为重编程肿瘤微环境的候选治疗靶点，能够限制并减缓胶质母细胞瘤的生长与进展。 |
| 炎症诱导的表观遗传记忆恢复老年中枢神经系统中少突胶质前体细胞的再生能力 |
Cabeza-Fernandez, S. |
2026-05-13 |
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尽管由少突胶质前体细胞（OPCs）介导的中枢神经系统（CNS）再生过程——髓鞘再生发生在炎症环境中，但炎症对OPC髓鞘再生能力的长期影响仍不明确。本研究探讨了全身性炎症对成年OPC的短期与长期影响，以评估短暂炎症是否触发OPC中指示炎症记忆的持久染色质重塑。我们观察到脂多糖（LPS）和聚肌胞苷酸（Poly(I:C)）均能诱导长期表观遗传修饰，但仅LPS引发了类似耐受性的记忆。LPS介导的耐受性记忆增强了老年小鼠脱髓鞘后的OPC分化，减少了轴突损伤。我们的发现揭示了OPC对炎症的表观遗传记忆机制，该机制使成年OPC能够适应炎症挑战，有望用于减轻神经炎症并增强衰老及神经退行性疾病中的髓鞘再生效率。 |
| 两栖动物发育运动重组中前庭神经元群体的差异成熟 |
Barrios, G. |
2026-05-13 |
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前庭神经元是前庭-运动功能（如前庭-脊髓反射和前庭-眼反射）通路的核心元件。为满足行为需求，电生理神经元特性会充分适应支撑这些不同前庭反射的感觉-运动计算。在青蛙变态发育过程中，姿势-运动系统发生完全重组，而眼动系统变化极小，这可能与前庭神经元特性迄今未知的变化相关。我们利用这一独特模型，研究前庭相关行为重组背后的中枢发育机制。中枢前庭神经元呈现两种电生理表型：具有持续放电的强直型神经元，以及主要因Kv1.1通道激活而产生短暂放电的相位型神经元。对幼虫和幼蛙阶段前庭脊髓（VS）和前庭眼（VO）神经元的电生理记录及Kv1.1免疫标记显示，大多数VS神经元在幼虫期表现为强直型放电，而在幼蛙期转为相位型放电；而VO神经元在整个发育过程中主要保持强直型。VS群体中相位型与强直型神经元比例的变化部分归因于神经发生。但我们提供的证据表明，电生理表型转换是伴随这些中枢前庭神经元成熟的并行发育机制。综合来看，我们的结果表明，中枢前庭神经元群的成熟过程与其参与的前庭-运动功能在变态诱导下的重塑高度相关，其最终目的是确保神经元元件特性充分适应行为约束的发育变化。 |
| 去甲肾上腺素对皮层网络的时空动态调控 |
Barnes, C. |
2026-05-13 |
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大脑活动与认知表现出状态依赖的波动，这可能反映了包括去甲肾上腺素（NE）在内的神经调节系统的影响。尽管去甲肾上腺素能神经元的活性与睡眠-觉醒周期及瞳孔动态高度耦合，提示其可能作为全局性唤醒信号，但近期证据表明这些细胞可能存在模块化分区。此外，不同神经调节信号是否呈现独特的时空模式尚不明确。我们通过同步双色介观成像技术，分别对大脑新皮层中的NE与钙信号、NE与乙酰胆碱（ACh）信号进行联合观测，并结合高密度电生理记录，探究NE释放与神经活动的关系。研究发现：皮层NE信号模式随行为状态变化，并与功能连接增强相关；NE与ACh的同步成像揭示了两者信号间存在时空动态耦合；睡眠剥夺会破坏NE信号传递及功能连接。综上，我们的研究证明NE提供了一种多模态信号，将行为状态转变与皮层网络交互联系起来。 |
| 母体高脂饮食驱动性别特异性小胶质细胞重塑血清素能奖赏回路 |
Bilbo, S. |
2026-05-13 |
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母体营养影响后代大脑发育，并决定其终生罹患神经系统疾病的风险，但将母体代谢状态与后代行为联系起来的神经环路机制仍不明确。本研究发现，母体高脂饮食（mHFD）会破坏关键出生后窗口期内小胶质细胞与血清素的相互作用，导致中脑边缘环路出现持久且性别特异性的改变。在小鼠模型中，mHFD选择性增加了出生后第14天雄性（而非雌性）后代伏隔核（NAc）中血清素能纤维密度，这与小胶质细胞对血清素（5-HT）投射的吞噬作用减弱同步发生。这种早期过度支配持续至成年期，表现为雄性后代NAc中5-HT释放增加，以及背侧中缝核神经元活动的投射特异性改变。功能上，这些环路改变与奖赏驱动型学习加速相关，而通过化学遗传学激活NAc投射的5-HT神经元可重现该表型。综上，本研究揭示了母体饮食通过小胶质细胞介导的机制，以性别特异性方式编程血清素能环路组装与行为，为早期代谢炎症与终生神经功能之间提供了潜在联系。 |
| 断奶后社会隔离诱导伏隔核（NAc）神经元中基因表达改变和组蛋白修饰失调。 |
You, J. |
2026-05-13 |
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缺乏社交互动会导致啮齿类动物出现多种行为异常，包括焦虑水平升高、社交行为改变和认知能力受损。表观遗传因素调控基因表达，但其如何参与青少年社交隔离（jSI）诱导的行为改变仍不清楚。本研究聚焦于伏隔核（NAc）——奖赏系统中调控动机相关行为的关键脑区。我们首先对神经元细胞核进行RNA测序，发现与神经元功能、转录及表观遗传调控相关的基因发生改变。差异表达基因（DEGs）的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析显示，下调基因中的关键节点包括膜受体（Ntrk2、Grin3a和Grik1）及凋亡调控因子（Bcl2）。为探究jSI诱导的基因表达改变是否由组蛋白修饰介导，我们进一步对四种组蛋白修饰（H3K4me1、H3K4me3、H3K27ac和H3K27me3）进行CUT&Tag分析，结果表明表观遗传改变可能参与神经元功能及转录调控。对已发表组蛋白修饰相关因子（包括Kdm6b、Brd4和Setd1a）调控的RNA-seq数据重新分析提示，这些酶可能参与jSI诱导的基因表达改变。综上，我们的综合分析表明组蛋白修饰调控参与jSI相关的NAc基因表达改变。 |
| 模拟频谱，而非综合征：中风失语症口语阅读的大规模个体化建模 |
Staples, R. |
2026-05-13 |
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计算模型是我们理解阅读的神经认知基础的关键。这些模型可以模拟失读症综合征的理想化特征，但在现实中，失读症患者呈现的是多种混合缺陷而非理想化综合征。要构建完整的阅读认知理论，计算模型必须能够解释这种个体差异，然而这一点从未被证实。我们对83名左半球卒中幸存者进行了口语阅读及非阅读性语音和语义加工测试。研究表明，通过对人工神经网络阅读模型施加分级语音和语义损伤，可以模拟个体失读症特征，从而创建代表不同卒中幸存者的匹配模型。匹配模型中语义层和语音层的损伤程度与直接测量的语义和语音加工缺陷高度相关。但我们也发现模型在模拟匹配卒中幸存者的阅读表现时存在系统性偏差。本研究结果支持基于过程缺陷的失读症理论，证实了大规模个体化失读症建模的可行性，并提出了进一步改善模型与人类阅读行为对应性的方法。 |
| 行为证据挑战了物种特异性眼部形态作为人类视线追随主要限制的观点。 |
Shafiei, M. |
2026-05-13 |
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先前研究表明，人类对物体指向性目光极为敏感，这种目光能有效引导注意力转向共同关注的物体。这与非人灵长类动物形成对比——后者通常需要更显著的目光线索才能达到类似的注意定向效果。然而，跨物种的眼部形态差异是否导致这种表现差距尚不明确。为探究此问题，我们通过真实人类或恒河猴头部虚拟形象提供的目光线索，检测了人类空间注意的隐蔽性转移。相较于目光不一致的试验，目标检测在目光一致的试验中显著增强，且两种虚拟形象产生的目光提示效应相当——尽管猴眼缺乏人类眼睛特有的显著特征。因此，眼部形态本身并不会显著调节人类由目光驱动的注意定向，而人类对猴眼目光线索的可靠运用，恰恰凸显了物种间对目光信号感知敏感性的显著差异。 |