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bioRxiv 2026-05-29

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强烈的记忆预测误差会增强认知控制、注意力和唤醒水平。 Xue, A. M. 2026-05-29 PDF 持续经验在过往事件的背景下被不断处理。当前体验与基于记忆的预测之间的差异(即记忆预测误差,MPE)理论上被视为海马体应优先进行编码而非检索的信号。我们探究了MPE如何对海马体之外的认知与神经资源提出需求,以及这些需求是否随预测强度而变化。通过两项实验,我们记录了101名年轻人类成年人在执行关联记忆任务时的头皮脑电图和/或瞳孔测量数据。强MPE相较于弱MPE,更显著地提升了认知控制(额叶θ波)、注意力(后部α波与瞳孔大小)及唤醒度(瞳孔大小)的生理指标。试次水平的瞳孔相关MPE反应与预测生成期间分配的注意力(后部α波)量呈比例关系。最后,强MPE期间更强的认知控制(额叶θ波)促进了预测违反(即意外)刺激的更好学习。这些发现共同揭示了心智与大脑通过多种途径对强记忆预测的违反做出适应性反应。
颗粒物处理中的疾病特异性差异驱动人源鼻上皮细胞的致病反应 Gill, A. 2026-05-29 PDF 背景:颗粒物(PM)暴露与慢性鼻窦炎(CRS)发病风险增加及病情加重相关,但其潜在机制尚不明确。方法:从CRS患者(n=5)和健康对照者(n=4)的筛窦组织中获取人鼻上皮细胞,在气液界面培养并暴露于PM。通过单细胞RNA测序表征PM诱导的细胞和转录变化。采用生化、成像和超微结构方法评估蛋白表达、上皮屏障完整性、细胞死亡及细胞内PM摄取。结果:无监督聚类识别出七种上皮细胞群。基因集分析显示,与对照组相比,CRS组基线炎症和角化通路富集,纤毛生成减少。尽管PM在对照组中诱导炎症和鳞状分化,但CRS组的致病反应显著增强,包括独特的IL-1信号通路激活。通过ELISA、跨上皮电阻和免疫荧光验证转录变化,证实PM暴露后炎症增加、上皮屏障破坏和细胞死亡。透射电镜显示膜结合细胞器内PM增多。内吞抑制剂预处理可逆转PM诱导的上皮屏障功能障碍和炎症。结论:CRS上皮存在基线功能异常,可能使其易受环境损伤。PM暴露既可在对照组中诱导CRS样上皮改变,又可加重疾病相关表型。
新生儿血清蛋白质组学分析:与成人血清的差异及新生儿败血症的新型分子标志物 Roger, K. 2026-05-29 PDF 背景:新生儿败血症是导致发病率和死亡率的主要原因,尤其在塞内加尔等低收入和中等收入国家,其发病率为每1000名活产儿78-104例,死亡率超过每1000名活产儿20例,病死率约为36%。由于非特异性临床表现和缺乏分子生物标志物,诊断困难,凸显了改进早期诊断分子标志物的必要性,这些标志物甚至可在医院环境之外应用。目的:比较新生儿和成人血清蛋白质组,建立参考标准并识别新生儿败血症的血清蛋白生物标志物。方法:使用数据非依赖性采集(DIA)蛋白质组学方法,对塞内加尔新生儿和成人的纯血清样本(Evosep-timsTOF HT平台)进行分析。队列包括6名非确诊败血症新生儿(NCS)、22名确诊败血症新生儿(CS)、17名健康新生儿对照(HC)、6名未分类新生儿和20名健康成人。下游分析包括差异蛋白丰度检验、无监督聚类、加权基因共表达网络分析(WGCNA)以及与临床参数的相关性分析。结果:我们在新生儿中鉴定出979±20种蛋白质,而成人中为718±40种。新生儿表现出免疫反应蛋白减少、动态范围更窄以及结构蛋白(如胶原蛋白)增加,这与免疫不成熟和组织发育一致。无监督WGCNA分析得出一个53种蛋白质的聚类,可区分CS与NCS/HC。其中一些失调蛋白已在独立研究中通过不同方法在新生儿和/或成人败血症中被报道。然而,我们更大的标志物面板映射到败血症涉及的三个主要生物学过程:(i)病原体感知(LBP、CD14)和急性期炎症(如CRP、SAA1/2、ORM1/2);(ii)先天免疫激活和白细胞招募(如FCGR3A、CSF1R、CD163、CD206)以及最终的血小板耗竭和代谢失调(如PF4、PPBP、THBS1、GP5);(iii)内皮损伤和微血管功能障碍伴随组织重塑(如ICAM1、VCAM1、VWF、SPARC)以及保护性脂蛋白和丝氨酸蛋白酶抑制剂的丢失(如APOA1、APOA2、APOM、SERPINA4、SERPINA5)。结论:本研究提供了非常全面的新生儿血清蛋白质组特征,并首次识别出一个映射到败血症三个主要过程的蛋白质面板。
在SARS-CoV-2感染并扩散至大脑的小鼠模型中,暴露后中和性单克隆抗体治疗的生物分布及效果 Schlaepfer, J. A. 2026-05-29 PDF Ronapreve是两种中和性单克隆抗体casirivimab和imdevimab的复方制剂,在COVID-19大流行初期被授权用于治疗SARS-CoV-2。随着新病毒变种的出现,Ronapreve已部分失效,但仍是实验研究中探究抗病毒药物机制与效应的宝贵工具。本研究结合形态学、药代动力学和分子方法(包括多组学),在K18-hACE2小鼠SARS-CoV-2神经侵袭模型中探究Ronapreve的生物分布及其对大脑的潜在影响,同时分析该治疗对感染状态的作用。结果显示:腹腔注射后,Ronapreve在血清中蓄积,无法穿越血脑屏障进入脑实质;治疗对脑转录组影响极小,脑脂质组与代谢组无显著变化。然而,暴露后使用Ronapreve可降低肺部及脑部病毒载量,转录组分析显示脑组织反应显著减弱。结果表明,Ronapreve可能通过外周作用机制阻断脑部感染,即降低鼻上皮病毒复制,从而减少病毒向脑部的扩散。
淫羊藿蜂花粉的代谢组学特征揭示其独特的化学轮廓 Niu, D. F. 2026-05-29 PDF 箭叶淫羊藿蜂花粉(EBP)是一种药用植物的蜂花粉产品,但其化学特征尚不明确。本研究通过生化分析和超高效液相色谱-串联质谱法,以油菜蜂花粉(BBP)、茶花蜂花粉(CBP)和淫羊藿叶片为对照,对EBP进行了系统表征。在EBP中共鉴定出1073种次生代谢物,主要为黄酮类(330种,占30.8%)和酚酸类(165种,占15.3%)。三种蜂花粉中EBP的总黄酮含量最高(4.75 mg/g),并在多变量分析中与BBP和CBP明显区分。EBP含有19种特有代谢物,少于CBP(271种),但包含多种高含量黄酮类化合物,如cacticin、brassicin和tricetin-4'-甲基醚-3'-{β}-D-葡萄糖苷。差异代谢物分析分别鉴定出EBP与BBP和CBP之间存在449种和1085种差异代谢物,其中黄酮类化合物构成主要差异类别。在共有差异代谢物中,45种黄酮类化合物在EBP中持续高表达,包括山奈酚、柽柳黄素和甜橙黄酮。网络药理学筛选进一步提示,黄酮类代谢物(尤其是山奈酚、柽柳黄素和甜橙黄酮)在EBP未来研究中值得特别关注。与淫羊藿叶片相比,叶片特征性黄酮类化合物如淫羊藿苷、朝藿定A和C在EBP中含量极低或未检出。总体而言,EBP具有独特且相对集中的黄酮类化学特征,与常见商品蜂花粉及淫羊藿药用组织均存在显著差异。
在OASIS-1数据集中,CDR组间的体积分离有限 Zimmermann, K. 2026-05-29 PDF 临床痴呆评定量表(CDR)评分用于对患者的认知状态进行分类,并在神经影像数据集中提供。CDR评分通过标准化临床评估获得,该评估考察参与者在日常生活中的认知和功能能力,随后给予0至3分的评分。其中0分表示无痴呆迹象,3分表示严重痴呆。这些评分随后用于追踪痴呆随时间的发展进程。本研究探讨了OASIS-1数据集中的CDR标签是否在海马体、杏仁核和皮层区域产生一致的体积分离。
使用图扩散自回归从场电位推断动态功能连接 Schwock, F. 2026-05-29 PDF 随着多部位神经记录技术的快速进步以及人们对认知过程理解的不断深入,动态功能连接(dFC)的估计正受到越来越多的关注。然而,现有研究大多聚焦于功能连接的静态估计,这不仅无法捕捉高度动态的神经过程,还忽略了大脑结构组织的信息。为解决这些问题,我们提出了一类受网络约束的线性自回归模型,该模型能在预设结构连接图的边上生成高度动态的功能连接信号。进一步研究表明,增加扩散约束可提升模型性能。我们通过模拟神经活动以及放置在猕猴感觉运动皮层的硬膜下和皮层内微电极阵列记录数据,成功验证了所提出的图扩散自回归(GDAR)模型。实验证明,该模型能够描述光遗传刺激引发的快速通信动态、中风及电刺激后静息态dFC的变化,以及伸手任务中行为相关的神经关联。
儿童自身免疫性干扰素病发病过程中dsRNA传感器信号失调与病毒感染 MOREAU, T. R. 2026-05-29 PDF 青少年皮肌炎(JDM)以与疾病活动相关的I型干扰素(IFN-I)特征为标志。我们此前发现SARS-CoV-2感染与JDM发病或复发存在关联。本研究显示,新确诊JDM患者在基线时即存在IFN-I诱导解旋酶C结构域蛋白1(IFIH1,编码MDA5蛋白)的过度表达,同时在蛋白质组和转录组水平对双链RNA(dsRNA)刺激的反应发生改变,提示该抗病毒感知通路存在异常激活。外周血单核细胞(PBMCs)的单细胞转录组和染色质可及性分析进一步揭示,干扰素刺激基因(ISGs)在髓系细胞中特异性富集,且该通路在疾病发作时优先受到破坏,支持该细胞类型中存在IFN-I失调状态。我们在两名新冠大流行期间发病的JDM患者肌肉活检组织中检测到SARS-CoV-2 RNA,强烈提示病毒感染可能是MDA5免疫反应失调的潜在诱因。为将观察范围扩展至SARS-CoV-2以外,我们在两个独立回顾性队列中筛查了针对27种常见儿童感染的抗体。在发现队列中,JDM患者对4种RNA病毒的暴露水平显著升高,这与我们的免疫学发现一致。独立验证队列进一步确认了呼吸道合胞病毒B型(RSV B)暴露增加,支持其与JDM病理生理学的强关联。这些发现整合了系统、单细胞和组织层面的分析,表明RNA病毒感染和偏向性抗病毒感知在JDM发病时塑造IFN-I反应中发挥作用,为环境触发型发病机制提供了机制性见解。
甲型流感病毒PA-X在人气道上皮细胞逃避先天性和适应性免疫中的双重作用 Setaro, A. C. 2026-05-29 PDF 甲型流感病毒的免疫逃逸机制是其作为传染性病原体成功的关键。为有效复制,甲型流感病毒必须抑制早期先天免疫应答(如抗病毒I型和III型干扰素)和适应性免疫应答。后者在具有预存免疫的动物和人类感染中尤为重要,这也解释了甲型流感病毒持续流行的原因。本研究揭示了甲型流感病毒如何通过单一免疫调节蛋白——内切核糖核酸酶PA-X——同时调控免疫应答的两个分支。为明确甲型流感病毒利用PA-X逃避免疫应答的机制,我们采用三维离体模型及多位人类供体的原代细胞,系统分析了PA-X对气道上皮感染细胞及旁观细胞宿主应答的影响。PA-X显著减少气道上皮分泌的多种细胞因子,包括IFN-λ、炎症因子及与肺损伤相关的生长因子,这很可能与其在体内调节炎症和肺部病理的能力相关。此外,我们发现PA-X还能降低并延迟感染细胞的MHC I类抗原呈递。这种减少有助于甲型流感病毒躲避抗原特异性T细胞的识别,使病毒在免疫检测前成功完成复制。这些PA-X的新功能凸显了甲型流感病毒不仅通过主动机制阻断先天免疫和适应性免疫的识别,还通过耐受高水平抗原突变来逃避免疫应答。
宋内志贺菌肠道定植的小鼠模型 LIU, L. 2026-05-29 PDF 宋内志贺氏菌是细菌性痢疾的主要病原体,由于多重耐药菌株的扩散,被世界卫生组织列为高优先级病原体。由于缺乏志贺氏菌病的小动物模型,对胃肠道定植过程中微生物组-志贺氏菌-宿主相互作用的研究以及疫苗开发一直受到阻碍。在此,我们建立了一个宋内志贺氏菌肠道定植的小鼠模型。用抗生素预处理小鼠可破坏肠道微生物组,使小鼠对宋内志贺氏菌的高水平胃肠道定植易感,定植时间超过一周。携带稳定毒力质粒的宋内志贺氏菌CS14感染野生型小鼠后,会引发初始炎症反应,表现为体重减轻和粪便脂质运载蛋白2水平升高;宋内志贺氏菌III型分泌系统是导致这种炎症反应的原因。宋内志贺氏菌的O抗原和IV型荚膜表达促进了持续的肠道定植,感染小鼠产生的黏膜和全身抗体反应主要针对这些聚糖。最后,宋内志贺氏菌感染可诱导一定程度的保护作用,抵御后续的再次感染。总体而言,该小鼠模型成功模拟了宋内志贺氏菌定植的多个方面,应有助于理解宋内志贺氏菌如何在胃肠道中成功存活并与微生物群竞争,以及疫苗候选物的评估。