| TRACR：一种用于跨突触遗传访问和纵向回路分析的前向跨神经元示踪系统 |
Ibrahimi, M. |
2026-07-12 |
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追踪神经信号如何汇聚到单个神经元并从其发散，对于理解回路功能及疾病相关功能障碍至关重要。现有的顺行性跨突触示踪剂受限于细胞毒性以及对连接伙伴的遗传通路不完整。为解决这些限制，我们改造了合成Notch设计，创建了跨突触顺行回路读取技术（TRACR）。工程化配体-受体在突触间的结合可诱导TRE驱动的报告基因转录，从而实现对突触后神经元的表征。TRACR能够对突触前和突触后群体进行分离的遗传通路访问，并可结合标记物、传感器或效应器以扩展回路分析。通过在小鼠视觉系统的多个突触中应用TRACR，我们证明TRACR可标记感觉神经元的突触后伙伴、长程投射及局部抑制性中间神经元。TRACR信号具有可逆性，且在突触缺失或受损时无法激活。综上，TRACR是一种易获取、可通过AAV递送的跨突触报告工具，适用于回路组装、退化和修复的纵向分析。 |
| 小胶质细胞Trem2 R47H阿尔茨海默病风险变异在年轻小鼠中未显著改变海马突触传递 |
Aljawder, A. |
2026-07-12 |
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小胶质细胞TREM2基因的罕见R47H变异会增加阿尔茨海默病风险，但其对早期海马神经环路的影响尚不明确。已有研究报道Trem2对发育过程中小胶质细胞依赖的兴奋性突触环路精细化至关重要。我们假设TREM2功能缺失可能因小胶质细胞修剪失活突触能力下降导致神经环路改变，这种改变可能使个体易患后期疾病。通过体外膜片钳记录和Bassoon-Homer1免疫组化，我们比较了3周龄野生型与纯合Trem2 R47H敲入小鼠的基础突触传递和突触密度。基础突触活动、微小兴奋性事件及诱发释放概率均无变化。CA1和CA3区突触密度存在显著个体差异，但未发现基因型或区域差异的证据。这种可变的CA1突触密度与CA1微小兴奋性事件频率呈正相关。尽管突触密度的个体差异可能掩盖细微变化，但数据表明在这些条件下，Trem2 R47H对小鼠的早期效应不足以产生出生后早期海马兴奋性突触密度或基础突触传递的一致性改变。这支持了TREM2相关AD风险可能主要通过随衰老、神经炎症挑战或AD病理而显现的上下文依赖性机制发挥作用的观点。 |
| 记忆痕迹反映了它们上次被提取的方式。 |
Qi, X. |
2026-07-12 |
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已知情景记忆会随着每次提取而改变。我们假设，在情景提取过程中以不同方式获取语义知识——从独特的感知特征到分类和主题语境——会塑造这些记忆在后续识别中的表征方式。在这项功能性磁共振成像研究中，人类参与者学习了新的词-图配对，并经历了需要从三个不同层级（项目、类别或主题）获取语义知识的再暴露过程。随后参与者完成了识别任务。尽管各条件下的行为记忆表现相当，但识别期间的神经活动因先前的语义获取历史而异。对于被记住的概念，早期视觉皮层、腹侧颞叶皮层和海马体的识别模式可根据先前的语义获取进行分类。全脑搜索光分析显示，沿腹侧视觉通路的双侧簇中可解码语义获取历史。为进一步刻画先前的语义获取历史如何塑造识别期间的神经表征，我们测试了在同一语义层级获取的记忆是否在大脑中表达得更相似或更独特。类别层级获取增加了早期视觉皮层中项目间的相似性，而项目层级获取则导致视觉词形区的表征更加分化。这些发现共同表明，我们在情景提取过程中获取语义知识的方式会在后续神经表征中留下可测量的痕迹，揭示了语义-情景交互如何塑造记忆表征。 |
| 利用稳健的蔗糖合酶变体实现高效低影响的酶促糖基化 |
Mejia-Otalvaro, F. |
2026-07-12 |
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蔗糖合酶（SuSy）为生物催化UDP-葡萄糖循环提供了有吸引力的途径，但性能不足限制了其应用。本文报道了一种整合工程工作流程，克服了糖基供体回收酶长期存在的效率与稳健性之间的权衡。我们设计的SuSy变体兼具超野生型活性（178%）、增强的热稳定性（ΔTmapp = 13.3°C）、溶剂耐受性（25% DMSO中保留70%活性）以及延长123倍的半衰期。这些变体在60°C下实现了约100万的总转化数，验证了其工业相关性。机制分析表明，长程残基通讯网络将寡聚界面与活性位点耦合，使构象群体向稳定且具催化活性的状态转变，同时增加疏水堆积并降低溶剂可及性。这种增强的稳健性在吲哚酚和MANT糖基化过程中实现了显著的过程级增益。技术经济与生命周期评估表明，该方法有望将反应成本减半并将环境影响降低三分之二，确立了SuSy稳健性作为可持续工业糖基化的关键杠杆。 |
| 脂酰合酶RSSY基序中的氨基酸控制底物结合与反应性 |
Jeyachandran, V. |
2026-07-12 |
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脂酰辅因子（LipCo）生物合成的最后一步是在与脂酰载体蛋白靶标赖氨酰残基通过酰胺键连接的n-辛酰链的C6和C8位点上添加两个硫原子。该反应由脂酰合酶催化，该酶属于自由基S-腺苷甲硫氨酸（SAM）超家族。脂酰合酶需要两个[4Fe-4S]簇。其中一个簇用于还原性裂解SAM，生成两个5'-脱氧腺苷-5'-自由基，这些自由基通过两个连续步骤夺取底物的C6和C8氢原子。第二个簇称为辅助簇，在催化循环中被消耗以提供连接的硫原子。辅助簇由三个半胱氨酸（位于CX4CX5C基序中）和一个丝氨酸残基（大肠杆菌中的Ser308）配位，该丝氨酸位于蛋白质C端区域高度保守的R306,S,S308,Y基序中。本研究表明，Arg306和Ser308对LipCo形成是绝对必需的。将Arg306替换为Lys会导致蛋白质基本失活，原因是底物结合能力差且无法在活性位点正确定位。对Ser308进行了多种替换改造。最值得注意的是S308C和S308A变体，它们显著降低了LipCo的形成。然而，S308C变体导致6-巯基辛酰中间体产量增加，并生成一种鉴定为6-辛烯酰基的去饱和产物。此外，在野生型反应中C6硫取代过程中辅助簇降解形成的3Fe簇在S308C变体中未被观察到。相反，辅助簇保持四核结构，并形成一种具有高自旋（S=7/2）构型的单硫醇交联物种，该物种最终降解为含6-辛烯酰基的产物。RSSY基序中的其他氨基酸对催化并非必需。 |
| 可生物降解的动脉内装置用于靶向器官的局部药物递送 |
Kinra, M. |
2026-07-12 |
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本研究开发了用于靶向器官局灶治疗的可生物降解动脉内给药装置。该装置采用镁和聚癸二酸甘油酯制备，利用其生物相容性和可调控的生物降解性，并负载地塞米松或顺铂两种模型药物。通过螺旋形和直线形设计制造了用于靶向器官局灶给药的装置，并利用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱、热重分析和傅里叶变换红外光谱对其微观结构和组成进行了表征。结果证实药物成功整合于装置中并保持稳定。该装置在30天内实现了地塞米松和顺铂的体外释放，释放曲线呈现药物依赖性和制备工艺依赖性。装置对内皮细胞具有细胞相容性，并在整个体外释放期间对胶质瘤细胞保持持续的药理活性。在大鼠模型中，将载地塞米松装置植入靶器官上游动脉。植入肾动脉靶向肾脏和颈动脉靶向脑部的装置，与口服给药相比，器官与全身药物水平分别提高了109倍和68倍。动脉组织学分析和取出装置检测提供了局部血管耐受性和装置完整性在植入期间的初步证据。总体而言，这些结果支持动脉内给药装置作为靶向器官局灶动脉内给药的概念验证方法，证实了相对于全身暴露，靶器官药物水平显著升高。 |
| 从咬合到吞噬：目标力学通过曲率-肌动蛋白耦合决定吞噬作用模式 |
Sadhukhan, S. |
2026-07-12 |
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吞噬作用是先天免疫的核心过程，负责清除具有广泛力学特性的靶标，但靶标力学特性在识别与吞噬过程中的作用仍不明确。本研究通过理论建模与实验相结合，揭示了靶标刚度如何调控吞噬细胞与靶标间不同的相互作用模式。我们开发了基于细胞膜的模拟框架，其中吞噬细胞及其靶标均可变形并发生大幅形状变化，而肌动蛋白驱动的突起受曲率敏感型膜复合物调控。模型预测了随靶标刚度递增的三种力学模式：（i）撕咬（胞啃作用），靶标部分被提取；（ii）推挤，靶标被移位而非吞噬；（iii）完全包裹。我们在体内凋亡靶标的上皮清除过程、巨噬细胞对巨型单层囊泡（GUVs）及淋巴瘤细胞的吞噬实验中验证了这些预测。综上，我们的研究结果将靶标力学特性确定为清除过程及细胞间相互作用的关键调控因子。 |
| 代谢STAMP揭示调控β细胞胰岛素分泌的GPCR信号网络 |
Aziz-Zanjani, M. O. |
2026-07-12 |
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胰腺胰岛β细胞通过时空有序的磷酸化网络整合葡萄糖与激素信号，调控健康及糖尿病状态下的胰岛素分泌。本研究采用代谢STAMP技术（基于显微成像与磷酸化蛋白质组学的时空同步分析），在小鼠β细胞及人胰岛中结合时间分辨磷酸化蛋白质组学、成像及激酶抑制技术，绘制了刺激特异性GPCR信号通路图谱。代谢STAMP揭示：GLP1-R与FFAR4激活不同的区室化激酶程序，包括GLP1-R偏向性ERK激活、受体特异性cAMP-PKA结构域，以及一个磷酸化ATAT1/HDAC6节点——该节点在葡萄糖刺激的胰岛素分泌过程中，根据刺激条件差异性地调控微管乙酰化与胰岛素分泌。这些GPCR响应的磷酸化特征及微管重塑模式在人胰岛中高度保守。综上，本研究定义了整合代谢性GPCR输入、细胞器重塑与胰岛素分泌的区室化信号架构，并建立了连接动态信号节点与人遗传风险及潜在治疗靶点的β细胞磷酸化蛋白质组资源。 |
| 疟原虫通过AP2-HCR DNA结合蛋白协调宿主细胞重塑。 |
Subudhi, A. K. |
2026-07-12 |
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疟原虫诱导的宿主细胞重塑对恶性疟原虫在红细胞内发育周期中的生存至关重要，但协调这一过程的转录机制仍不清楚。本研究在恶性疟原虫无性血期和有性血期阶段，鉴定了一个关键的ApiAP2转录因子PfAP2-HCR（宿主细胞重塑）。通过条件性截断pfap2-hcr基因，证实PfAP2-HCR对环状体阶段发育和寄生虫成熟不可或缺。PfAP2-HCR缺失会破坏宿主细胞重塑基因的表达，导致莫雷尔裂痕消失及寄生虫蛋白输出机制崩溃。整合RNA-seq和ChIP-seq分析表明，PfAP2-HCR直接或间接调控约30%的输出蛋白，包括27个必需输出因子、寄生泡膜驻留蛋白EXP1及核心PTEX组分EXP2。研究进一步揭示，PfAP2-HCR对配子体形成同样不可或缺——条件性截断会导致配子体完全缺失或严重畸形。这些发现确立了PfAP2-HCR作为核心转录调控因子的地位，它协调表达宿主细胞重塑因子，将终末分化的红细胞转化为适宜寄生虫生存、发育和传播的微环境。 |
| 功能性替代使斑马鱼在缺乏COL3A1直系同源基因的情况下能够模拟血管性埃勒斯-丹洛斯综合征。 |
Baird, D. A. |
2026-07-12 |
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COL3A1基因致病性变异导致血管型埃勒斯-丹洛斯综合征（vEDS），这是一种以血管脆性为特征的罕见结缔组织疾病，会增加动脉破裂/夹层的风险。基因组测序技术的进步使得越来越多临床意义不明的COL3A1变异被发现，这些变异被称为意义未明变异（VUS）。VUS给诊断和临床管理带来挑战，因此学界致力于将其重新分类为致病性或良性变异。模式系统的功能数据可为临床医生评估变异致病性提供重要证据。为应对COL3A1中日益增多的VUS，我们开发了基于F0代crispant斑马鱼的快速检测流程，尽管斑马鱼中不存在COL3A1的直接直系同源基因，但仍能为变异分类提供功能证据。col5a1基因缺失导致斑马鱼出现心脏缺陷、血管结构畸形及血管生成芽延迟。在物理应激条件下，col5a1敲除斑马鱼的躯干出血发生率升高，重现了vEDS患者的表型。值得注意的是，将F0代col5a1敲除crispant与人类野生型COL3A1 mRNA共注射可部分挽救心脏和血管表型，表明斑马鱼V型胶原与人类III型胶原存在一定程度的功能保守性。这些发现为COL3A1 VUS的功能评估建立了可操作的体内平台。野生型COL3A1的表型挽救为评估变异致病性提供了基准，可产生用于VUS重新分类的功能证据。该模型既是研究vEDS疾病机制的重要工具，也是改善疑似vEDS患者诊断的临床相关平台。 |