| 在毒蛙中，行为反应对季节性变化的缓冲作用强于内分泌和化学反应。 |
Serrano-Rojas, S. J. |
2026-06-14 |
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季节性降雨塑造了热带生态系统的生物响应模式，但热带生物如何整合行为与生理反应来应对季节性变化仍知之甚少。我们评估了四种具有对比性繁殖策略的箭毒蛙在旱季和雨季环境条件下的响应差异，量化了两种季节性繁殖物种（Allobates femoralis 和 Ameerega trivittata）与两种全年繁殖物种（Ameerega macero 和 Ameerega shihuemoy）的空间行为、微生境利用、激素释放速率及化学防御特征。季节性繁殖物种表现出显著的性别特异性空间利用变化：雄性在雨季扩大活动范围以追踪繁殖机会，而A. femoralis雌性在旱季增加空间利用，可能为应对猎物资源匮乏时的觅食需求。全年繁殖物种则维持跨季节相似的空间利用模式，这反映了其在相同空间内获取关键资源以实现全年繁殖的能力。微生境利用具有灵活性：季节性繁殖物种在旱季转向湿润庇护所，雨季则选择与繁殖相关的微生境；而全年繁殖物种始终选择利于持续繁殖的微生境。尽管存在这些行为响应，水溶性皮质酮与睾酮水平及化学防御特征均未呈现一致的季节性变化，提示行为响应可能与内分泌及化学防御系统的变化部分解耦。这些结果支持行为缓冲在应对季节性环境变化中发挥中介作用，但鉴于气候变化导致降雨时间与强度的不确定性增加，这些应对策略的长期有效性尚不明确。 |
| 系统性给予mGluR2/3拮抗剂LY341495会破坏小鼠在摄食和社交领域的奖赏相关行为。 |
Inoue, H. |
2026-06-14 |
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代谢型谷氨酸2/3受体（mGluR2/3）与抑郁、焦虑、学习和记忆相关，但其在奖赏相关行为中的作用仍不清楚。本研究结合头部固定和自由活动行为范式，探究选择性mGluR2/3拮抗剂LY341495对小鼠奖赏相关行为的影响。在头部固定的时间条件任务中，小鼠在10%蔗糖溶液给予前出现预期性舔舐和瞳孔扩张，表明成功建立了对奖赏的时间预期。全身给予LY341495剂量依赖性地减少预期性和消耗性舔舐行为。归一化分析进一步表明，LY341495降低了舔舐行为的整体表达水平，但基本保留了其时间组织模式。LY341495还诱导瞳孔扩张，并减弱了与奖赏接近相关的瞳孔调节。为确定这些效应是否反映非特异性运动障碍，我们评估了旷场任务中的运动活性，并测量了求偶互动期间的超声发声（USVs）。LY341495未显著改变运动、排泄或USV产生，表明一般运动和口面部运动功能保持完整。相反，LY341495剂量依赖性地减少食物摄入并降低社会偏好，表明mGluR2/3拮抗作用的影响从摄食行为延伸至社会奖赏相关过程。这些发现证明mGluR2/3信号传导独立于一般运动功能障碍，参与多个奖赏领域的行为调节。这些结果为动机和奖赏处理背后的谷氨酸能机制提供了新见解，可能对以快感缺失和动机缺陷为特征的精神神经疾病具有启示意义。 |
| 斑马鱼的神经发生引导早期发育。 |
Wang, Z. |
2026-06-14 |
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脊椎动物早期神经发生是一个高度保守的过程，对脑功能及智能涌现至关重要。然而，由于观测困难，连接原肠胚形成与器官发生的细胞动力学机制仍不明确。我们开发了一种用于转基因斑马鱼的活细胞成像平台，首次实现了从亚细胞到生物体尺度对早期神经发生的连续重建。分析表明，神经发生是一个精确调控的过程：神经元胞体最初聚集成离散的线性排列簇，从脑部沿脊髓延伸；轴突从这些枢纽向外辐射，支配中枢神经系统及外周组织（包括卵黄囊表面）。初级先锋神经元从脑部发出，沿体轴腹侧平行延伸；次级神经元随后相互连接形成广泛网络，并通过选择性轴突凋亡进行精细优化。仅在结构成熟后出现的频繁钙离子闪烁表明，功能依赖于已建立的支架。我们还观察到沿轴突的同步物质运输与缓慢定向钙流，提示存在互补的信号传导模式。此外，神经发生与组织发生（特别是侧线和血管发育）呈现精确的时空耦合。本研究通过精细化的时空分辨率，定义了早期神经发生的动力学路径，揭示了胚胎发生中子系统间的关键相互作用，为神经健康与仿生智能提供了基础性见解。 |
| 应激相关的杏仁核-纹状体活动改变：分布、动态与计算特征的多层次分析 |
Lin, F. |
2026-06-14 |
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慢性应激与神经环路动力学的改变相关，但这些变化背后的计算原理尚未完全阐明。本研究采用三种互补的描述性方法，重新分析了BLA-DMS和CeA-DMS投射通路的在体GCaMP8s记录数据。首先，利用Kullback-Leibler散度量化应激相关活动分布的变化，揭示了群体水平神经反应中情境依赖性的改变。其次，采用现象学二阶回归框架表征局部恢复相关的动力学特征，在不预设机制识别的前提下提供通路活动的紧凑描述性表征。第三，构建简化人工神经网络作为假设生成的充分性检验。在非对称优化约束条件下，该模型生成了与实验观测特征定性相似的反应模式。鲁棒性分析表明，不同参数初始化条件下均涌现出类似的定性行为。综上，这些结果从统计、动力学和计算表征三个层面提供了应激相关神经活动改变的多层次描述性特征，同时明确避免在分析层级间预设统一的机制映射关系。 |
| 使用稳定化纳米抗体纠正突变型CFTR揭示了一种新的通道活性构象 |
Overtus, M. |
2026-06-14 |
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蛋白质运输缺陷是许多遗传疾病的根源，包括囊性纤维化（CF）。在CF中，最常见的F508del突变会破坏囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）通道的稳定性，导致其被降解。为提供蛋白质特异性分子伴侣，我们利用脂质纳米颗粒递送编码T2a的mRNA——这是一种通过高亲和力结合核苷酸结合结构域1（NBD1）来热稳定CFTR的纳米抗体。当与临床获批的校正剂联用时，T2a显著改善了F508del-CFTR的成熟、质膜表达及通道活性。单通道记录显示，纳米抗体结合通过促进完全开放和亚电导门控状态，并保护F508del-CFTR免受热失活，从而维持通道活性。由于T2a与NBD1的结合阻断了驱动经典通道开放的ATP依赖性NBD1-NBD2结合，在纳米抗体存在下观察到通道活性表明CFTR采用了新型开放通道结构。这一推论通过T2a存在下CFTR的冷冻电镜分析得到证实：研究揭示了一种新型开放通道构象，其中NBD1与CFTR上另一个无法实现NBD二聚化的替代位点结合。我们的发现建立了通过靶向纳米抗体稳定错误折叠结构域来纠正蛋白质运输的新范式，并展示了治疗CF及相关蛋白质错误折叠疾病的广泛适用框架。 |
| COMPASS 实现了独立于队列的数字生物标志物发现与通路量化。 |
Sinha, S. |
2026-06-14 |
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在精准医学中，可重复且临床可转化的通路活性量化仍是一大障碍，因为生物标志物的表现常依赖于队列组成和标准化策略。本文提出COMPASS（复合活性评分系统），这是一种基于确定性阈值的框架，无需依赖参考队列即可将基因表达转化为定量通路活性评分。COMPASS直接从数据中推导基因特异性激活阈值，标准化与阈值的偏差，并将方向相反的基因整合为单一复合评分。这实现了无需编程的透明活性评分、统计比较和生存分析。在多种生物学和临床数据集中，COMPASS稳健地量化了细胞状态，评估了新方法学的人类相关性和疾病关联性，并实现了结果分层。与GSVA和ssGSEA相比，COMPASS在跨数据集间展现出更高的一致性，并在自举分析中表现出更强的稳健性，尤其针对双向程序（包括经监管批准的脓毒症基因特征）。因此，COMPASS解决了在多样化生物学和临床场景中，对精确、可解释且临床可转化的生物标志物发现及结果建模的关键未满足需求。 |
| TopoMIL：拓扑改进诊断显微图像中的多实例学习 |
Kazeminia, S. |
2026-06-14 |
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细胞和组织的显微图像是疾病诊断的核心。在计算病理学中，多实例学习已成为分析单个患者样本中大量图像的关键范式。尽管样本中细胞的代表性分布对诊断至关重要，但现有MIL框架普遍忽视了这一点。我们提出TopoMIL框架，该框架提取样本的代表性拓扑结构并将其整合到MIL分类器中。研究评估了三种拓扑表示方法，每种方法具有不同的优势与计算成本。我们在四个组织病理学和细胞形态学数据集上评估TopoMIL，每个数据集均呈现独特挑战。将样本拓扑信息整合到MIL中可增强平均池化、最大池化、注意力池化和Transformer池化的分类性能，分别获得3.3%、4.2%、5.9%和0.5%的AUCROC提升，且计算成本适中。本工作凸显了TopoMIL作为计算病理学中现有形态学模型可扩展扩展的潜力。 |
| 一种新型机器学习分类模型检测脑瘫兔模型中的氧化性纤维类型转变 |
Kramer, C. A. |
2026-06-14 |
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骨骼肌中慢肌与快肌纤维类型的分布对其生理功能具有重要影响。肌肉活检研究表明，脑瘫患儿的肌纤维类型组成异常且纤维尺寸存在差异，但由于受试者治疗史各异且受累肌肉种类多样，相关结论仍存在不确定性。本研究开发了一种新型机器学习分类模型，可对完整肌肉横截面进行高通量纤维分型。基于XGBoost算法的预测模型取得了0.89的平衡准确率和0.89的宏F1分数，表明其能通过肌球蛋白重链亚型免疫荧光强度及形态学特征稳健预测肌纤维类型。这是首个能识别混合型肌纤维的分类模型，考虑到至少20%的肌纤维属于混合型却因检测困难常被忽视，该成果具有重要突破意义。我们应用该模型分析了宫内缺氧缺血损伤（模拟脑瘫）兔及正常发育假手术兔的屈伸肌对中超过700万条肌纤维的纤维类型。结果显示，缺氧缺血兔在出生后第14-20天及断奶期（P30-32P31）的屈肌（肱二头肌和胫骨前肌）出现氧化型纤维类型转变。这种改变的纤维类型组成会降低收缩力但有利于维持持续肌肉活动，可能反映慢性低频运动单位激活。该研究支持了既往临床报告关于脑瘫中肌纤维发育轨迹被破坏的结论。 |
| 免疫细胞中翻转酶亚基TMEM30A缺失导致的细胞表面重塑 |
Gurdap, C. O. |
2026-06-14 |
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质膜脂质不对称性受到严格调控，是哺乳动物细胞生理功能的基础。TMEM30A是P4-ATP酶（翻转酶）的β亚基，这类酶通过将磷脂酰丝氨酸（PS）从质膜外层泵入胞质侧来维持严格的PS不对称性。TMEM30A功能缺失会导致PS持续外翻，并与弥漫性大B细胞淋巴瘤及肿瘤免疫逃逸等疾病相关。本研究系统解析了免疫细胞中TMEM30A缺失引发的生物物理与分子效应。通过活细胞脂质报告系统、膜有序性探针及表面蛋白质组图谱分析，我们发现TMEM30A敲除细胞呈现显著的PS外翻现象，伴随膜组分侧向扩散加速及质膜有序性降低。表面蛋白质组重组包括四跨膜蛋白和CD47丰度增加。此外，TMEM30A缺失通过ADAM10依赖性剪切触发糖萼重塑，清除包括CD43和CD162在内的主要跨膜黏蛋白。这些数据揭示了TMEM30A缺失后脂质、聚糖与蛋白质的协同重组，提示翻转酶功能障碍与质膜动力学增强及免疫治疗敏感性之间的机制关联。本研究构建的综合表面组框架，或可阐明TMEM30A表达与癌症临床结局的关系。 |
| 玉米幼苗根系性状在低温下的遗传分析凸显了其对早期田间发育的重要性。 |
Guffanti, F. |
2026-06-14 |
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解析根系构型的遗传基础及其在植物早期发育中的作用，对于培育在温带地区具有更强养分吸收能力、更高早期活力和产量潜力的玉米品种至关重要。地方品种作为等位基因多样性的宝贵来源，可用于丰富现代育种材料的遗传基础。本研究利用高通量表型平台，在低温胁迫条件下（与温带地区早期建植相关）对两个欧洲玉米地方品种衍生的双单倍体（DH）群体进行幼苗根系性状遗传变异分析。通过基于单倍型的全基因组关联研究，我们解析了12个幼苗根系性状的数量遗传结构，鉴定出地方品种特异性的大效应单倍型以及两个品种共有的多个小效应单倍型。在双亲群体中验证了4个QTL的效应，证明其在不同遗传背景下的稳定性。研究发现，表型平台评估的幼苗根系性状单倍型效应与多环境田间试验评估的早期株高存在极显著相关性，证实了幼苗根系构型对早期建植的重要性。其中，与种子根和侧根长度相关的单倍型是田间条件下早期株高的主要决定因素。多个增加幼苗根系长度的单倍型在硬粒型育种品系中缺失，凸显其作为改良温带生长条件下早期建植能力的渗入靶标潜力。 |