| 植物肌动蛋白网络是快速的机械适应性支架 |
Lamers, J. |
2026-07-17 |
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肌动蛋白细胞骨架是最保守的真核结构之一。在动物细胞中，肌动蛋白在力学生物学中发挥关键作用，既作为塑造细胞力学的结构支架，又作为响应机械信号而重组的机械响应网络。在植物中，这些功能通常归因于细胞壁和微管细胞骨架，导致植物肌动蛋白在机械响应中的作用尚不明确。本研究探究动物力学生物学中关键的肌动蛋白特征是否在植物中同样保守。通过定量活细胞成像和图像分析，我们发现植物肌动蛋白网络具有快速机械响应特性。激光消融诱导的细胞变形与皮层肌动蛋白网络的细胞分布存在定量相关性，该过程在2-4分钟内快速完成。由于该现象可在缺乏生物调控的物理模型中复现，我们提出这是交联丝状网络的固有物理特性。此外，肌动蛋白网络对不同类型机械应力均有响应：渗透处理与挤压均导致肌动蛋白组织、分布和动力学的显著变化。研究结果表明，植物肌动蛋白网络形成机械适应性支架，可在数分钟内感知机械变形并重组响应。这揭示了植物具有双速细胞骨架机械响应系统：微管介导对细微发育应力的缓慢响应，而肌动蛋白则提供对潜在破坏性大变形快速响应的机制。 |
| 未标注的器官：解剖学与生理学教材中的脂肪组织与规范性 |
Hermsmeyer, I. D. K. |
2026-07-17 |
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脂肪组织是一个动态且重要的器官系统，在代谢、内分泌信号传导、免疫功能、体温调节和结构支撑中发挥作用。尽管如此，历史上它常被视为惰性或病理性的，这引发了关于其在生物医学教育中如何呈现的问题。我们评估了广泛使用的解剖学、生理学以及解剖-生理学综合教材中脂肪组织的视觉和文字呈现。对图像进行了编码，包括是否存在、标注情况以及呈现程度，并对文本中“脂肪组织”和“脂肪”的提及次数按功能背景进行了量化。在解剖学教材中，脂肪组织频繁出现（占图像的6.6%-21.7%），但很少被标注（占所有图像的<5%；占含脂肪组织图像的<25%）。呈现通常是最小化或附带性的，文字描述主要非功能性，且偏好使用“脂肪”一词。在生理学教材中，脂肪组织更常以功能性术语描述，并更频繁地被称为“脂肪组织”，尤其在代谢背景下，但出现在相对较少的图像中（<5%），且通常呈现程度最低。解剖-生理学综合教材显示出中间模式，但标注率低，结构与功能的整合有限。在所有教材类型中，术语因背景而异，“脂肪”更常见于非功能性和肥胖相关描述中，而“脂肪组织”与代谢功能相关，表明术语存在背景依赖性偏差。总体而言，脂肪组织在视觉和文字领域均有呈现，但框架不一致。这种碎片化可能限制了对脂肪组织作为整合器官系统的认识，并可能强化简化或污名化的解读。因此，使教育呈现与当前科学理解保持一致，对于支持更准确、更全面地看待脂肪组织这一动态器官系统至关重要。 |
| 优化富集培养的混合宏基因组学流程以评估厌氧消化物中牲畜粪便的AMR足迹 |
Rahman, N. |
2026-07-17 |
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厌氧消化液作为抗菌素耐药基因（ARGs）储库的程度可能被低估，因为传统宏基因组学可能无法充分代表低丰度决定因子，且缺乏足够分辨率来可靠地将ARGs与可移动遗传元件（MGE）关联。本研究采用混合组装技术，评估了在有无抗菌素选择性条件下，培养富集宏基因组学（CEMG）是否能提升消化液中ARGs的检测能力及ARG-MGE-宿主关联的表征。培养富集显著提高了ARG回收率：平均ARG信号从新鲜消化液（FD；直接宏基因组样本）的15.4 CPM升至无抗生素CEMG的124 CPM和抗生素选择性CEMG的160.0 CPM，较FD增加约10.4倍。FD仅检测到9种独特ARGs，而富集后回收了112种，包括编码万古霉素耐药、超广谱β-内酰胺酶和利奈唑胺耐药等临床重要基因。氧气可用性成为影响富集的最强结构因素，需氧与厌氧样本形成明显聚类，并表现出优势类群和耐药组组成的转变。抗生素选择产生更具靶向性的类别特异性变化，四环素耐药性在所有处理中持续富集。混合宏基因组组装进一步解析了ARG-MGE-宿主关联，揭示了ARGs与MGEs及重金属耐药基因的广泛共定位。综上，这些发现表明抗生素选择性培养富集通过提升低丰度ARGs检测能力增强耐药组监测，而混合组装则为评估其移动性和宿主关联提供了关键基因组背景。 |
| 在PLA2G6相关神经退行性疾病（PLAN）的果蝇模型中，线粒体结构和功能缺陷 |
Tasmin, R. |
2026-07-17 |
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PLA2G6相关神经退行性疾病（PLAN）是由PLA2G6基因突变引起的罕见进行性疾病，该基因编码钙非依赖性磷脂酶A2，这是一种通过Lands循环参与磷脂重塑和膜脂质稳态维持的关键酶。尽管线粒体功能障碍已被证实与PLAN相关，但PLA2G6缺失如何影响不同组织、年龄和性别中的线粒体结构与功能仍不明确。本研究采用纯合缺失iPLA2-VIA的果蝇突变体（PLAN模型），系统检测了线粒体超微结构、丰度、功能、DNA含量及线粒体维持基因表达。透射电镜显示，7日龄和3周龄突变体果蝇的脑、胸部和卵巢均出现严重线粒体异常，包括嵴结构破坏、形态异常和膜结构受损。突变体还表现出线粒体数量减少，且随年龄增长该现象更为广泛。MitoTracker成像进一步显示突变体脑中线粒体染色减少并出现异常聚集分布。与线粒体耗竭一致，突变体线粒体DNA含量降低，ATPase6表达下降而核基因ATPSynC水平不变。功能层面，突变体多个组织及全身水平的ATP生成减少，而ROS水平呈现组织、年龄和性别依赖性变化。转录分析显示mTOR和PGC-1表达降低，融合分裂相关基因Opa1、Drp1和Fis1表达改变，Pink1呈现年龄和性别依赖性变化，老年突变体Trap1表达降低，Sirtuin 6表达不变。综上，这些发现表明iPLA2-VIA是维持体内线粒体稳态和生物能量完整性的关键因子。 |
| VBIT-4的膜破坏作用挑战其作为广泛使用的VDAC寡聚化抑制剂的角色 |
Ravishankar, V. |
2026-07-17 |
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VDAC是线粒体外膜最丰富的蛋白质，也是代谢物交换和线粒体生理功能的关键调控因子。其寡聚化被认为控制线粒体DNA释放和膜重塑等过程，但潜在机制仍不明确。尽管机制验证有限，VBIT-4在过去十年中被广泛用作VDAC1寡聚化的推定抑制剂。本研究利用高速原子力显微镜直接观察脂质膜中的VDAC1组装体，并检测VBIT-4的作用。出乎意料的是，在微摩尔浓度下，VBIT-4独立于VDAC1诱导膜缺陷和通透化。定量AFM分析进一步显示VBIT-4不改变VDAC1簇组织。互补的电生理学、微量热泳动和粗粒化分子动力学表明，VBIT-4会分配进入脂质双层，增加膜通透性并破坏膜结构稳定性，但对VDAC1通道特性或寡聚化无显著影响。与此机制一致，VBIT-4在浓度超过10微摩尔时诱导HeLa细胞产生不依赖VDAC1的细胞毒性。这些结果共同证明VBIT-4并非VDAC1寡聚化的特异性抑制剂，而是作为膜活性化合物发挥作用。本研究为解读使用VBIT-4的研究提供了修正框架，并强调在靶向膜蛋白时系统评估药物-膜相互作用的重要性。 |
| 一项关于同代与代际关系发展及合作的纵向fNIRS超扫描数据集 |
Moffat, R. |
2026-07-17 |
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社会疏离（即孤独感与社会孤立）对健康构成严重威胁，且在老年群体中尤为普遍。定性与行为证据表明，代际社交互动通过为成年人创造建立新社交联系的机会，可缓解社会疏离，但支撑关系形成的神经生理与运动过程仍鲜为人知。本文介绍并验证了代际同步数据集——一项在为期六次课程中采集的纵向多模态超扫描数据集，其中30组同代双人组与31组跨代双人组以陌生人身份相识，并通过创意绘画建立联系。该数据集包含双人组同步记录的脑活动（即fNIRS超扫描）、动作捕捉、孤独感等自评量表、协作行为评分、绘画作品（协作产物）以及文本与访谈形式的主观体验数据。该数据集专为多模态研究优化，可探究现实场景中代内与代际关系形成的神经、生理、行为、运动及主观维度。 |
| 在军蚁社会中的社会性伤口护理动态 |
Lagos-Oviedo, J. J. |
2026-07-17 |
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受伤和感染对健康构成重大威胁。动物通过自我治疗或接受群体成员的社会照料来应对这一问题。尽管伤口护理在提高生存率方面的益处显而易见，但驱动这些行为进化的力量尚未完全明确。与当前假设（即社会性伤口护理更可能在小群体中进化，因为个体相对价值较高）相反，我们证明群体规模并非其进化或保留的必要条件。相反，我们的理论模型正式阐明了伤害率和致死率才是护理行为的基本驱动力，而非群体规模。这一结论进一步得到军蚁（Eciton burchellii）中伤口护理行为的佐证——该物种拥有约100万只蚂蚁的蚁群，以捕食凶猛猎物为生。在此物种中，伤口护理显著提高了受感染蚂蚁的存活率，其过程分为两个阶段：在突袭现场的直接护理，以及在临时巢穴中使用抗菌分泌物进行治疗。该物种是首个提供现场护理的物种，从而最大限度缩短了获得护理的延迟时间，进而可能降低致命伤口感染的概率。我们的发现否定了小群体规模是社会性伤口护理进化或保留必要条件的观点，反而揭示出由伤害驱动的护理行为可以成为甚至最大昆虫社会中普遍存在的适应性特征。 |
| 使用TMEformer映射肿瘤-微环境依赖性：一种支持计算机模拟扰动的空间基础框架 |
Chen, S. |
2026-07-17 |
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尽管空间背景在驱动肿瘤进展中具有基础性作用，但目前大多数用于虚拟扰动的计算模型在很大程度上忽视了其重要性。在此，我们提出TMEformer——一种肿瘤微环境感知的深度学习框架，通过明确整合空间结构，利用高分辨率空间转录组学联合建模肿瘤细胞内在程序与局部微环境信号。经多个肿瘤空间转录组队列验证，TMEformer能够实现捕获局部细胞生态系统中功能依赖性的虚拟扰动。尽管仅在癌症特异性空间数据集上训练，TMEformer在捕捉关键肿瘤转变（包括谱系可塑性和治疗耐药性出现）方面仍优于基于大规模语料库预训练的基线模型。系统性扰动分析优先识别出驱动疾病进展的肿瘤内在转录因子和肿瘤微环境来源配体，既恢复了已知调控因子，又揭示了新候选分子。此外，TMEformer衍生的嵌入表征改善了肿瘤细胞的空间分层，并与病理结构更紧密对齐。综上，TMEformer建立了一个将肿瘤建模为空间耦合、可扰动生态系统的通用框架。 |
| 条件性删除所有Neurexin定义了Neurexin在突触组织者功能中的多样性 |
Jiang, M. |
2026-07-17 |
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神经轴蛋白可以说是研究最充分的突触前粘附分子。尽管已有数千篇相关论文，但目前仍缺乏对不同类型突触中神经轴蛋白整体功能的直接比较研究。十年前我们曾提供过这类分析，但近期因四张图像存在微重复（虽未对论文结论产生可识别影响，但无法修正）而撤回了该论文。这使得科学界失去了证实"神经轴蛋白在不同类型突触中发挥显著且差异化功能"这一基本原理的数据。因此，本研究重新分析了原始数据，并通过新实验扩展了结论，在同一研究中记录了神经轴蛋白对多种不同突触的基础作用。我们使用靶向除Neurexin-1r外所有神经轴蛋白的三重条件性敲除小鼠，结合神经元特异性操作、脑片电生理学、双光子Ca2+成像和免疫组化技术，重点研究了小脑兴奋性攀爬纤维突触，以及小脑、海马和内侧前额叶皮层中由小清蛋白或生长抑素阳性神经元形成的抑制性突触。结果显示，泛神经轴蛋白缺失在不同突触中产生显著差异的表型：从突触组装的中度至重度损伤（攀爬纤维和小清蛋白阳性突触），到突触前动作电位诱导的Ca2+瞬变出现严重但选择性的降低（生长抑素阳性突触）。这表明神经轴蛋白在不同突触中发挥强大但具有情境依赖性的差异化作用，从而塑造大脑回路。 |
| 通过自噬增强逆转重编程人类神经元中线粒体动力学的年龄依赖性改变及其后遗症 |
Klinman, E. |
2026-07-17 |
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人类神经元衰老如何影响线粒体和自噬体等关键细胞器的动态变化仍不清楚。由成年成纤维细胞衍生的MicroRNA诱导直接重编程神经元（miNs）保留了供体的年龄相关特征，使得研究人类神经元中年龄依赖性特征（包括纵向同基因样本）成为可能。转录组分析显示，与年轻个体相比，老年个体来源的神经元表现出与自噬体、溶酶体和线粒体调控相关的基因表达变化。为在细胞水平阐明这些变化，我们对不同年龄供体来源的miNs进行了细胞器活细胞成像。老年供体miNs的线粒体膜电位降低，但令人惊讶的是，其线粒体分裂与融合事件显著增加。我们认为线粒体分裂与融合的增加可能反映了对线粒体更新受损的年龄依赖性代偿，或许与自噬改变有关。随后我们发现，与年轻供体相比，65岁以上个体来源的神经元中自噬体酸化显著降低，同时伴随年龄依赖性的神经突溶酶体减少，导致可用于酸化自噬体的溶酶体数量不足。通过TFEB促进自噬体生成可逆转这种年龄依赖性的自噬溶酶体通量缺陷，同时逆转年龄依赖性的线粒体分裂与融合增加，并改善线粒体健康。诱导线粒体自噬或抑制线粒体分裂后，细胞器功能得到部分恢复。综上，本研究揭示了衰老通过神经突溶酶体减少导致自噬通量下降的机制，进而触发线粒体内在机制以避免能量产生损失。 |