| 肺上皮细胞中表达的鞘氨醇-1-磷酸裂解酶增强宿主先天防御并减轻小鼠流感致病性 |
Jung, K. I. |
2026-07-05 |
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流感病毒在人类中传播，对全球健康造成沉重负担。研究流感与宿主之间的相互作用，可识别调控流感致病性的宿主因子。鞘氨醇-1-磷酸（S1P）是一种具有生物活性的脂质介质，可调控关键细胞过程。S1P裂解酶（SPL）作为介导S1P降解的酶，在细胞培养系统中显示出抗流感活性。本研究构建了小鼠模型，以验证SPL在体内流感感染期间呼吸道上皮细胞中的抗病毒功能。从肺上皮细胞中敲除SPL会加剧流感诱导的体重下降和死亡率。在先天免疫阶段，缺乏SPL时流感病毒开始更有效地增殖。病毒滴度在流感感染期间持续升高，并与肺部多种免疫细胞类型的积累增强相关。通过单细胞RNA测序进一步明确了SPL在肺上皮细胞中的功能。SPL缺失导致肺泡1型（AT1）细胞比例相对于肺泡2型（AT2）细胞增加，并伴随相关信号通路的改变，提示SPL在AT1/AT2编程中发挥作用。重要的是，感染后SPL缺陷的肺上皮细胞中宿主先天防御通路发生改变，这进一步证实了SPL的抗病毒功能。本研究阐明了流感感染期间SPL在肺上皮细胞中的宿主保护功能，并提供了SPL介导的流感致病性缓解所必需的关键基因特征图谱。这些发现可能有助于开发宿主导向疗法以更好地控制流感。 |
| 加州城市花园中蜜蜂（膜翅目：蜜蜂总科）的传粉植物网络互作 |
Navarro, I. |
2026-07-05 |
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在栖息地持续丧失和环境压力不断加剧的背景下，城市传粉昆虫花园可为本土蜜蜂提供庇护所和栖息支持。然而，这些花园在提供充足栖息地方面的有效性鲜少得到评估。本研究聚焦于加利福尼亚州某校园近期建立的传粉昆虫花园。通过采用21世纪初花园的多样性观测数据及非致死性采样技术，我们量化了花卉与城市蜜蜂之间的访花频率。通过构建二分交互网络，我们发现尽管该花园面积相对较小，其网络仍表现出比随机预期更高的特化性和模块化程度，以及更低的嵌套性。在12种花卉中，我们观察到两种非本土传粉昆虫——西方蜜蜂（Apis mellifera）和苜蓿切叶蜂（Megachile rotundata），以及至少9种分属三科（蜜蜂科、隧蜂科、切叶蜂科）的本土蜜蜂物种。尽管该花园专为本土蜜蜂设计，但蜜蜂的访花事件占比超过80%，这表明花园需调整以增加本土蜜蜂的食源供给。蜜蜂在网络中占据最核心且连接度最高的位置，其次为具有泛化模式的本土汗蜂（隧蜂科），而其他蜜蜂（如Melissodes属）则表现出特化特征。研究发现花序数量与蜜蜂丰度呈显著正相关，但与本土蜜蜂丰度无显著关联。为更好地管理具有不同花卉特化需求的本土蜜蜂，管理者应考虑增加植物物种多样性，而非依赖少数高丰度开花植物。 |
| GTcomplex：基于空间索引的大分子复合物搜索与比对 |
Margelevicius, M. |
2026-07-05 |
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大分子复合物的结构比对对于理解其功能和进化至关重要，然而现有方法通常依赖先比对单个链再推断复合物级别的对应关系，导致准确性和效率不足。本文提出GTcomplex算法，通过空间索引实现整体复合物级比对，直接从最优全局叠合中推导链分配。在蛋白质复合物、病毒衣壳和核酸复合物等多类数据集上的基准测试表明，GTcomplex在保持当前方法显著速度提升的同时，达到了最先进的比对精度。这些进展使得对组成多样的大型组装体进行可扩展的精确比较成为可能，从而促进结构注释、进化研究和多聚体结构预测。GTcomplex以用户友好型软件包和网页服务形式提供，支持高通量搜索。 |
| TMS运动映射的最佳实验前线圈序列选择 |
Qiu, R. |
2026-07-05 |
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经颅磁刺激（TMS）运动映射日益依赖电场（E-field）建模来定位皮层靶点，但许多候选线圈放置位置会诱发高度冗余的皮层模式。我们将前瞻性线圈序列设计定义为子集选择问题，并在12个真实头部模型的虚拟映射实验中比较了最远点采样、基于行列式的目标函数及相关对照方法。通过收敛性分析、矩阵诊断和流形覆盖分析，表现最佳的目标函数在皮层上实现了低刺激间冗余与高元素间可分离性的平衡；而牺牲其中一项以最大化另一项的目标函数效果甚至低于随机采样。采用RBF核化的D-最优目标函数在映射精度上与FPS相当，但每100次脉冲可减少约15个独特头皮位置，表明在机器人TMS平台上可降低机械臂重配置成本。候选库的奇异谱分析提供了一种低成本先验指标，可预测离散化选择何时低于稳定映射所需的多样性阈值。这些结果将前瞻性TMS映射重新定义为有限流形覆盖问题，并为样本高效、机器人高效的序列规划提供了具体设计规则。算法实现已作为开源pynibs工具箱的一部分发布，网址为https://gitlab.gwdg.de/tms-localization/pynibs/-/tree/dev/pynibs/optimization |
| 将波动性与随机性分离揭示了精神病理学的跨诊断计算特征 |
Fang, X. |
2026-07-05 |
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适应性学习需要区分环境潜在状态的变化（即波动性）与观测值在瞬间的随机性。两者对学习率的要求截然相反：波动性需要更快的更新速度，而随机性则需要更慢的更新速度。由于两者都会放大经验方差，导致推断过程易受系统性个体差异影响，并可能对精神病理学产生潜在后果，因此将它们分离在计算上具有挑战性。三种计算表型捕捉了这种变异：完整学习者、随机性盲学习者（将噪声视为变化而过度更新）以及波动性盲学习者（将变化视为噪声而更新不足）。在两个大规模在线样本及三项任务中，我们发现这些表型与跨诊断精神维度之间存在双重分离：随机性盲学习者在内化维度（焦虑、抑郁）上得分更高，而波动性盲学习者在外部化维度（行为成瘾、强迫性）上得分更高。因此，不同的症状维度对应着关于不确定性推断的不同失败模式，这支持了精神病理学中学习-不确定性缺陷的选择性而非普遍性解释。 |
| 网络介导的扩散导致植被中出现无序的自组织。 |
Filippini, S. |
2026-07-05 |
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干旱和半干旱地区的植被格局源于水资源匮乏引发的自组织过程。虽然高度规则的植被格局可通过反应-扩散模型完美复现，但普遍观测到的无序格局成因仍存争议。部分研究将其归因于空间异质性，另有研究认为这是由流域尺度水分运输引发的全局竞争机制所致。本文提出新模型：在规则晶格中添加随机连接（捷径）构建扩散网络，使生物量与水分在其中扩散。通过复现自然界中不同运输尺度的空间异质性共存现象，该模型整合了此前关于无序格局成因的两种解释维度，并允许我们运用网络理论分析结果。事实上，随着捷径密度增加，扩散网络从规则晶格经小世界网络过渡至随机网络，产生不同的格局形成行为。在规则晶格中，局部扩散过程形成高度规则格局；在随机网络中，系统受流域尺度扩散主导，呈现均匀态或单斑块态。在中间捷径密度区间（小世界网络拓扑结构），两种扩散尺度的相互作用产生两类与观测一致的无序格局：具有明确特征波长的低规则度格局，以及斑块尺寸分布宽泛的不规则格局。模型预测这两类格局对环境压力的恢复力存在显著差异。 |
| 雄性猪心肌梗死后，脊髓伤害性去神经支配阻碍后续慢性自主神经重塑。 |
Van Weperen, V. |
2026-07-05 |
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心肌梗死后，包括迷走神经功能障碍和交感神经过度兴奋在内的病理性自主神经重构会发生，并易导致室性心律失常（室性心动过速/心室颤动）。驱动这种重构的潜在因素（包括观察到的神经炎症和胶质细胞激活）仍不清楚。我们假设交感神经伤害性传入纤维是心肌梗死后自主神经重构的基础。在猪心肌梗死前给予硬膜外树脂毒素（RTX，用于消融交感心脏传入神经元）或生理盐水，并在梗死后4至6周评估自主神经和电生理效应。在另一组动物中，还评估了慢性心肌梗死后传入神经消融的急性效应。接受心肌梗死前硬膜外RTX治疗的梗死动物，其压力反射敏感性和迷走神经张力（通过副交感神经元活动和心脏伤害性反应测量）得到改善。这些动物还表现出脊髓炎症和胶质细胞激活减少、循环应激和炎症通路下调、电生理参数稳定化，以及室性心动过速/心室颤动诱导性降低。慢性心肌梗死后硬膜外RTX也能急性恢复迷走神经功能并减少室性心动过速/心室颤动。这些数据表明，心脏脊髓伤害性传入纤维直接导致室性心动过速/心室颤动易感性和心肌梗死诱导的自主神经重构，包括氧化应激、炎症、胶质细胞激活和迷走神经功能降低，为这些传入纤维在心肌梗死后驱动交感迷走失衡中的因果作用提供了新见解。 |
| 动作介导结果的分布式编码驱动目标导向伸手过程中一致的群体动态 |
Peng, Y. |
2026-07-05 |
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预测行动结果对目标导向行为至关重要，但在持续运动过程中，大脑如何编码这些预期仍不清楚。为解决这一问题，我们在头部固定的小鼠执行取水任务时，使用多个Neuropixels探针同步记录皮层和皮层下区域的神经元放电活动。研究发现，除了对前肢运动学的编码外，分布式神经群体动态还受到奖励可用性的强烈调节。主成分分析揭示了跨脑区和实验阶段保守的群体动态，这些动态取决于伸手幅度和奖励可用性。广义线性模型显示，除运动学编码外，区域特异性群体动态中还包含与结果相关的编码，其中前额叶-丘脑区域表达的结果信号最强。无监督聚类分析进一步识别出结果编码的亚群，这些亚群在前额叶皮层中富集，并对共享的全局潜在动态贡献不成比例。综上，这些发现表明，行动介导的结果预期编码于运动相关的群体动态中，而该动态由跨脑区的功能性神经元集群塑造。 |
| 表面AMPAR的突触组织随脑区和tau蛋白病变而变化 |
Vaidya, R. M. |
2026-07-05 |
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神经元质膜上突触和突触外AMPA受体（AMPAR）的分布与学习和记忆相关。尽管AMPAR的组织结构在神经元培养中已被广泛研究，但其在完整成年脑组织不同脑区及神经退行性病理状态下的天然细胞表面分布仍知之甚少。本研究将选择性小分子标记策略与双色三维超分辨率dSTORM成像相结合，在30微米厚的小鼠脑切片中绘制了天然表面AMPAR的纳米级组织结构图谱。我们发现野生型小鼠的AMPAR组织呈现显著的区域差异，其中海马CA1区的突触外AMPAR库远大于邻近的运动皮层和体感皮层。在PS19 tau蛋白病小鼠模型中，于明显神经退行性病变发生前，海马区的AMPAR组织已出现选择性破坏，而皮层区域基本保持完整。具体而言，我们观察到突触外受体库的耗竭伴随突触纳米域组织的减少，揭示了与tau蛋白病理相关的早期分子尺度突触重塑。这些发现为完整成年脑组织中区域依赖性和疾病依赖性AMPAR组织提供了直接的结构见解，并建立了在健康和神经系统疾病中研究突触受体架构的广泛适用纳米级研究框架。 |
| 使用经验模态分解和希尔伯特变换描绘静息态功能性脑网络的优势 |
Kaur, T. |
2026-07-05 |
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静息态功能连接研究的目的是确定身体处于休息状态时大脑网络的内在动态。当大脑参与处理感觉输入、启动运动活动或执行各种认知任务等不同任务时，这些网络会被差异化激活。静息态功能连接网络通常通过计算受试者未主动执行任何任务时，利用功能性磁共振成像（fMRI）从不同脑区采集的血氧水平依赖（BOLD）信号的皮尔逊相关系数来揭示。然而，由此确定的功能连接与已知的不同脑区之间的结构连接相关性并不理想。本研究采用经验模态分解（EMD）结合希尔伯特变换（HT）来确定人脑的静息态功能连接。我们以体感运动网络为例，展示了这种EMD-HT方法的优势。结果表明，与常用方法相比，该方法分解的时间序列数据能够改善所推导的功能连接与已知结构连接之间的相关性（尤其对于低TR的fMRI数据）。 |