12.20脑科学日报| Nature：熬夜复习记不住？别吃夜宵记忆力更好

 第880期   脑科学日报

2020年12月20日

科  学  时  讯

1，闫创业/蒋鑫团队合作揭示单羧酸转运蛋白的质子偶联转运机制和候选抗癌药物抑制机理

来源：小柯生命

MCT1/Basigin-2复合物与乳酸以及三种经典小分子抑制剂在不同构象的结构

以乳酸、丙酮酸、酮体为代表的单羧酸是包括糖代谢、脂代谢和氨基酸代谢等物质代谢通路的重要产物或前体化合物。单羧酸的跨膜转运由单羧酸转运蛋白（MCTs）介导。在人体表达的14种MCTs中，MCT1最早被发现且广泛分布在各组织细胞中，是维持细胞基本稳态的重要亚型。由MCT1和其他亚型共同介导的乳酸穿梭对于肌细胞和神经细胞的能量代谢具有重要作用。

12月17日凌晨0时，清华大学闫创业团队和澳大利亚新南威尔士大学蒋鑫团队合作，在《细胞》在线发表题为《候选抗癌药物对人源单羧酸转运蛋白抑制机理的结构生物学研究》（Structural basis of human monocarboxylate transporter 1 inhibition by anti-cancer drug candidates）的重要研究成果。论文报道了MCT1和其伴侣蛋白Basigin-2在结合天然底物乳酸和不同小分子候选抗癌药物的结构。通过对比野生型外向开口构象的MCT1结构和模拟持续质子化的D309N突变体的内向开口构象结构，研究人员阐明了MCT1的底物识别、质子共转运和交替开放机理。更进一步，文章通过解析MCT1/Basigin-2蛋白复合体与三个代表性小分子抑制剂AZD3965、BAY-8002和7ACC2的结构在近原子水平上阐明了不同构象下小分子抑制剂与MCT1蛋白的结合模式。

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2，免疫细胞的一个意想不到的作用来源：生物通作为大脑免疫系统的重要组成部分，长期以来的理论认为，小胶质细胞不断伸展和收缩细胞质向四面八方运作目的是感知病原体的入侵或感知创伤。最近Gladstone研究所高级研究员Katerina Akassoglou博士在《Nature Neuroscience》杂志上发表的一项研究表明，小胶质细胞的监测行为有助于防止大脑中的癫痫活动（或过度兴奋性）。这些发现可能为几种疾病开辟新的治疗途径，因为过度兴奋是许多神经系统疾病的特征，包括阿尔茨海默氏症、癫痫和自闭症。通过使用药物激活剂迫使小胶质细胞伸展其分支，大脑中的过度活跃可以被逆转。这种方法恢复了小胶质细胞在触须时的活动，并使神经元活动恢复到正常水平。Akassoglou和她的团队现在正在扩展这些研究，以测试疾病模型中任何可能的有益效果。阅读链接：免疫细胞的一个意想不到的作用

3，熬夜复习记不住？Nature：别吃夜宵记忆力更好

来源：生物探索

睡眠依赖性记忆

12月2日，《Nature》杂志在线发表了美国宾夕法尼亚大学Amita Sehgal及其研究组名为“Availability of food determines the need for sleep in memoryconsolidation”的最新研究。

该研究发现果蝇在饱食状态下需要睡眠来形成记忆。研究人员推测进食会导致分解代谢废物的积聚，从而增加能量需求、引发对睡眠和睡眠依赖性记忆的需求。同时，睡眠依赖性记忆在训练后也会促进睡眠，从而使睡眠与记忆耦合。但是为了在食物匮乏的环境中生存，果蝇已经发展了新的记忆机制，而又不减少觅食的活动。因此，形成睡眠非依赖的记忆巩固机制可能会带来进化上的优势。

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4，Nat Comm｜张智博士等报道雌激素受体神经元诱导动物休眠

来源：BioArt

12月11日，加州大学洛杉矶分校Stephanie Correa团队的张智博士等在Nature Communication杂志上发表了题为 Estrogen-sensitive medial preoptic area neurons coordinate torpor in mice 的文章，发现位于视前区中部（MPA）的雌激素受体alpha 神经元可以感知温度变化，调节小鼠体温和能量代谢，并可能是调控小鼠休眠的一个重要开关。选择性激活该神经元可以显著降低小鼠体温和基础代谢率，诱导小鼠进入休眠样状态。未来这种人工诱导休眠技术的实现，不仅可以帮助人类完成太空之旅，也为急症患者（如脑卒中、心肌缺血等）争取了更多救治时间。

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Nat Comm｜张智博士等报道雌激素受体神经元诱导动物休眠

5，Neurology | 中年期血管风险和生物标志物, 对长期的认知功能影响相互独立

来源：MedSci梅斯

来自美国霍普金斯大学的Pettigrew等人，基于BIOCARD（Biomarkers for Older Controls at Risk for Dementia）研究， 对 168个认知正常的中年人(平均56.4岁)进行随后研究，并测量了他们的基线的血管危险因素和脑脊液生物标志物。

系统分析后，发现血管风险评分与脑脊液的AD 生物标志物与认知功能下降之间并不存在协同关系。相反，血管风险评分和 生物标志物独立地影响认知功能下降。此外，血管风险评分与脑脊液 Aβ1-42、 t-tau 或 p-tau 的水平或变化率无关。

这项研究的重要意义在于发现了中年时期的血管风险和生物标志物对长期的认知功能下降相互独立，并没有协同效应。但依然需要采取合适的措施减轻中年血管风险因素从而在一定程度上预防认知功能下降。

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6，科学家实现了通过意念同时控制两个假肢完成食物的切割和喂食

来源：脑机接口社区来自约翰·霍普金斯医学院(JHM)和约翰·霍普金斯大学(JHU)应用物理实验室(APL)的研究人员实现了让一位瘫痪的人能够用意念控制一对假肢。该技术使用的设备系统可通过人工智能使部分机器人控制的自动化。2019年，外科医生通过对四肢瘫痪的病人Chmielewski进行手术，将6个电极植入他的大脑，以改善他双手的感觉，使他能够通过大脑意念来操作他的假肢。现在，手术后的JHM/APL联合研究已经进行了近两年，已经达到了一个重要的里程碑——他现在可以使用他的两个机器人附件来完成简单的任务，比如给自己喂食。阅读链接：科学家实现了通过意念同时控制两个假肢完成食物的切割和喂食

7，沈阳自动化所等在人工智能辅助脑瘤诊断系统研究中取得进展

来源：细胞

近日，依托于中国科学院沈阳自动化研究所的机器人学国家重点实验室与中国医科大学附属盛京医院合作，构建出高精度颅脑MRI影像辅助诊断系统，实现了神经外科精准诊断。相关研究成果连续发表在Biomedical Signal Processing and control、Computers in Biology and Medicine等上。

针对泛化问题，沈阳自动化所宋国立等提出了一种基于混合特征和PSO-KSVM的脑瘤诊断系统，基于改进的CLBP特征，融合PSO-KSVM构筑分类器，实现了小样本数据集上的高精度诊断。为消除光照差异带来的干扰，研究人员基于脑MRI影像的双峰性，提出了一种基于双峰gamma校正的亮度标准化方法，并降低了光照差异，相关研究成果发表在Biomedical Signal Processing and Control上。

为了进一步提升颅内肿瘤自动诊断系统的性能，研究人员分析了脑MRI影像的近似对称性，提出了一种差分特征模块用于检测脑MRI影像的结构变化，通过噪声去除、肿瘤区域增强等操作，搭建了深度差分特征神经网络（DFNN），实现了对脑瘤的高精度检测，相关研究成果发表在Computers in iology and Medicine上。

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8，《柳叶刀》：有望同时预防和急性治疗偏头痛，创新口服药物关键试验结果积极

来源：医学新视点

12月15日，《柳叶刀》最新在线发表了预防偏头痛的创新口服药物rimegepant的2/3期随机对照试验结果，相较于安慰剂，这款药物能够有效减少发作天数，有望为偏头痛预防治疗提供新的选择。

在Lancet同期发表的评论文章中，瑞典隆德大学偏头痛领域专家Lars Edvinsson教授特别就疗效做了进一步探讨。他指出，就减少每月平均发作次数而言，相较于同样靶向CGRP的单抗类药物， rimegepant等CGRP受体小分子拮抗剂类药物的疗效还不够突出。同时，基于国际头痛学会的建议，缓解率指标更能体现疗效，rimegepant展现的疗效与单抗类药物大体相似。但他同样强调，由于缺乏同类直接对比的试验，上述对不同研究结果的比较仍需谨慎解读。

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审校：Simon

题图：摄图网

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