CRISPR/Cas9系统纳米递送及其在肿瘤治疗中应用

新兴的CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现在分子水平上对基因进行操作,具有设计简单、易于操作、特异性好、效率高等优点,广泛应用于肿瘤发生、发展和转移的潜在机制以及临床治疗的研究.利用纳米技术研发的非病毒纳米载体可以将CRISPR/Cas9系统高效递送到体内,为CRISPR/Cas9技术在临床领域的应用提供新途径.本文介绍CRISPR/Cas9的作用原理,简要概括目前CRISPR/Cas9系统的递送形式和常用的纳米递送载体,总结在部分肿瘤治疗中应用该技术的研究进展,并进一步对此进行展望.     

超声技术在抑郁症诊疗中的作用研究及应用进展

超声波作为一种机械振动波,兼具波动效应、力学效应和热效应.这3种效应在临床中均有较大应用价值,可用于疾病的成像诊断、辅助给药、调控以及热消融治疗等.超声技术所具有的非侵入性、穿透力强、空间分辨率高等特性,使其在神经系统疾病的诊断和治疗中具有广泛的应用前景.而抑郁症作为一种常见的精神疾病,其诊断和治疗都面临很大的困难.因此,大量学者将超声技术应用于抑郁症诊疗.本文主要从超声成像、超声定点给药、超声调控、超声诱导抑郁几个方面总结近十年来超声技术在抑郁症中的应用,以期为研究抑郁症发病机制及诊疗提供一定的参考和帮助.     

仿脑组织体模研究进展

仿脑组织体模是指可以有效模拟人脑组织形状、性质的等效材料组织或数字模型,可以在实验中代表人脑组织的某些生理特性从而达到特定的研究目标,根据其物理形态,通常可分为固体、液体、数字体模3类。仿脑组织体模具有安全经济,配置简单并且可重复使用的优势,被广泛应用于脑部疾病诊断、系统安全性评估等研究。本文就仿脑组织体模的分类、物理特性和脑科学研究应用3方面进行论述,在阐述当前仿脑组织体模与真实脑组织存在一定性质差异的同时也说明其在替代真实脑组织实验上有良好的应用前景。     

记忆水平依赖的海马-前额叶神经节律交互

海马(HPC)和前额叶皮层(PFC)的协同作用是记忆加工过程的关键,其相互作用对学习和记忆功能至关重要.大量证据表明,情景记忆的形成、巩固与检索依赖于特征神经节律在PFC和HPC脑区间的同步作用,这些节律包括theta节律、gamma节律和sharp wave ripples (SWRs)节律等.在精神类疾病中患者往往伴随出现学习记忆功能障碍,基于人类和动物的脑电研究均发现以上3种神经节律在HPC和PFC之间的同步性下降,可能作为反映精神病理下认知功能障碍的重要指标.本文从HPC-PFC网络中的神经节律研究出发,总结了theta节律、gamma节律和SWRs节律在两脑区间的协调交互模式在情景记忆中的作用,以及精神分裂症和抑郁症状态下HPC-PFC通路上神经节律的异常表现及其潜在损伤机制,为今后精神疾病的快速诊断提供客观依据.     

非快速眼动睡眠期间神经同步活动与记忆巩固关系研究进展

神经同步活动被认为是神经系统信息处理的关键。脑内存在多种不同频段的局部同步活动和区域间同步活动,这些神经同步活动与多种行为和认知功能相关。记忆作为脑的高级认知功能,其形成和巩固的过程与神经同步活动关系密切。本文主要从体内非快速眼动(non-rapid eye movement, NREM)睡眠期间多个脑区间的神经振荡活动以及体外培养神经网络的同步爆发活动两个层面综述了神经同步活动与记忆巩固关系的研究进展,分析了当前研究存在的问题,并对今后的相关研究作出展望。     

光遗传技术通过Wnt/β-Catenin通路对新生神经元的影响*

目的:探讨Wnt/β-catenin信号通路光遗传技术在促进新生神经元成熟中的作用。方法:从胎鼠大脑皮层中提取神经干细胞,用携带DCX-ChR2-EGFP基因的慢病毒感染神经干细胞,观察神经干细胞分化为新生神经元后DCX的表达。实验细胞分为3组(n=9):对照组、NSCs+EGFP和NSCs+ChR2组。其中对照组为正常培养的NSCs(NSCs组);NSCs+EGFP组为携带DCX-EGFP基因慢病毒感染神经干细胞组;NSCs+ChR2组为携带DCX-ChR2-EGFP基因慢病毒感染神经干细胞组。病毒感染后48 h后连续3 d行470 nm蓝激光照射,然后检测各组NeuN⁺阳性细胞(成熟神经元标志物)的密度和NeuN⁺/Hoechst比值情况;Western blot检测各组成熟神经元相关蛋白MAP2、NeuN、Neurog2、NeuroD1和GluR2蛋白表达水平和Wnt/β-catenin通道相关蛋白TCF4和β-catenin蛋白的表达水平。用L-型钙通道阻断剂100 μmol/L维拉帕米或50 μg/ml的β-catenin抑制剂Dkk1处理NSCs+ChR2组细胞,然后行Western blot检测各组MAP2、NeuN、Neurog2、NeuroD1和GluR2蛋白表达水平。结果:连续3 d 470 nm蓝激光照射后,NSCs+ChR2组中NeuN⁺阳性细胞密度(成熟细胞)和NeuN⁺/Hoechst明显高于NSCs组和NSCs+EGFP组(P均＜0.05);Western blot检测的MAP2、NeuN、Neurog2、NeuroD1、GluR2蛋白及Wnt/β-catenin通路相关蛋白β-catenin、TCF4表达水平均明显高于NSCs组和NSCs+EGFP组(P均＜0.01);L-型钙通道阻断剂维拉帕米或β-catenin抑制剂Dkk1处理NSCs+ChR2组细胞后MAP2、Neurog2、NeuroD1和GluR2蛋白表达水平明显下降(P均＜ 0.01),NeuN表达水平也下降(P＜0.05)。证明ChR2通道蛋白开放产生阳离子内流促进新生神经元成熟,是通过Wnt/β-catenin信号通路实现的。结论:光遗传学方法通过Wnt/β-catenin信号通路促进新生神经元成熟。     

低强度聚焦超声对中枢神经调控作用研究进展

利用导入神经回路内电、磁、光、声等物理因子作用来激发神经系统功能活性,进而改善神经疾病症状、提高生命质量的神经调控技术(neural control technology)在生命科学研究和医学临床诊疗中得到广泛应用.其中尤以低强度聚焦超声(low intensity focused ultrasound,LIFU)具有非损伤性、高穿透能力与时空分辨等优势,更适合用作安全的神经调控物理刺激因子.目前LIFU用于神经调控研究已受到科学界高度关注,进行了大量动物与人类神经调控实验研究并取得可喜成果.本文分别从LIFU用于动物与人类中枢神经调控研究进展、神经调控机制、安全性问题和未来应用前景等方面介绍评述,以期为神经调控研究与应用提供参考.     

基于脑电信号的癫痫发作预测特征及识别

解码癫痫发作前脑电信号的神经元集群异常痫样放电活动,对癫痫发作进行有效预测并实施病前干预,可显著减少疾病病损,是癫痫防治的研究热点之一。基于脑电信号的癫痫发作预测研究关键在于发作间期和前期的异常状态识别,研究上述两状态间的神经动力学特征差异对明确癫痫发病机制、选取高分辨特征,进而有效识别该渐进性疾病所处的发作阶段具有重要价值。目前,研究者已对当前主流特征提取及模式识别方法进行了充分的调研梳理,但忽视了神经动态特征变化对于癫痫发作预测的重要意义。基于此,本文归纳总结了5类典型的发作预测特征分析方法及其优缺点,重点剖析了发作间期至前期神经生理特征的动态变化及其动力学特性,类比分析了当前该领域主流的机器学习和深度学习特征识别方法,以期为进一步建立精准、高效的癫痫发作预测技术提供新思路。     

中枢神经系统中的胃泌素释放肽：在厌恶性情绪记忆中的作用及机制研究

胃泌素释放肽(gastrin-releasing peptide,GRP)是蛙皮素(bombesin,BB/BN)在哺乳动物中的同系物,在中枢神经系统中广泛分布,是一种重要的脑内神经调质,参与动物的多种生理功能和本能行为,在大脑的高级功能方面也发挥一定的作用.在神经系统中,随着GRP水平的改变,动物的记忆特别是与恐惧、焦虑相关记忆的形成、巩固和消退以及突触可塑性均发生不同程度的变化.GRP及其受体还被认为与神经系统性疾病有关,是潜在的神经系统性疾病的治疗靶点,但其相关的机制尚未明确.很多研究者基于不同实验方法提出了相关假设.本文从传统药理学、遗传学和电生理学方面对GRP系统在厌恶性情绪驱动的记忆、突触可塑性变化以及在中枢神经系统中的作用机制进行综述,希望为进一步明确GRP系统在中枢神经系统中的作用研究提供新的思路.     

时域相干刺激研究进展

脑深部电刺激已成为许多神经和精神疾病的有效治疗方法。然而,侵入性的电极植入会带来手术并发症的风险,并且刺激靶区在植入后很难改变。经颅磁刺激和经颅电刺激等非侵入性刺激方法为调节大脑功能提供了新的途径。但是,尚未证明这些非侵入性脑刺激方法可以直接调节脑深部神经元活动而不影响皮层神经元。因此,这些方法主要用于调节大脑表层脑区的神经活动。时域相干（temporal interference,TI）刺激是通过两个高频电场相互作用,产生低频包络调节神经活动的一种非侵入式脑深部电刺激的新方法,该方法有望解决无创脑深部刺激的需求。本文首先介绍TI刺激的概念以及安全性,然后阐述TI刺激现有研究中的电场分析方法,并讨论电场分析相关的生理模型建模方法和仿真平台以及TI刺激诱发场分布的研究进展与在动物和人体中的应用进展。最后,本文展望了TI刺激技术未来发展方向,以期为无创脑深部刺激研究提供新的研究思路。