文献速递：顶刊CNS神经领域研究新进展8月（上）
2025-08-13 来源:本站 点击次数:63小编汇总了2025年8月上旬在Nature、Science、Cell 三大国际顶刊上发表的神经科学领域的研究论文，欢迎阅览！
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- 神经元中的膜骨架通过钙信号传导持续重塑
- 转铁蛋白受体靶向抗淀粉样蛋白抗体可增强脑部递送并减轻ARIA
- 神经降压素受体1的偏向性变构调节剂可缓解急慢性疼痛
- 神经元生长环路中的重复元件RNA整合机制
- 稀疏强连接制约神经元功能的连接组学预测
- 猕猴脑细胞类型特异性增强子的鉴定与应用
- 哺乳动物行为状态下多神经元类别的高频电压动态成像
- 即时语音合成神经假体
- 空间转录组学揭示人类大脑皮层层级与功能区的分子特征
- 星形胶质细胞形态发生依赖自我识别机制
- 癌症转移过程中神经向癌细胞的线粒体转移
1、神经元中的膜骨架通过钙信号传导持续重塑
2025年8月7日，美国学者在Science期刊上发表了题名为“The membrane skeleton is constitutively remodeled in neurons by calcium signaling”的研究论文，这项研究揭示了神经元膜骨架的动态重塑机制及其功能意义。
研究发现，神经元膜骨架由肌动蛋白环（adducin和tropomodulin封端）与spectrin四聚体连接形成周期性网状结构（MPS），该结构并非静态而是持续动态变化的。通过活细胞超分辨成像观察到，轴突中的MPS会自发发生局部解体和重组，这一重塑过程由钙信号驱动：一方面通过PKC介导的adducin磷酸化破坏肌动蛋白环稳定性，另一方面通过calpain降解spectrin。肌动蛋白成核因子formin在MPS重塑与维持中发挥双重作用。神经元活动可增强MPS重塑，该过程能促进内吞作用。
研究首次证实了膜骨架的动态特性对神经元功能的重要调控作用，为理解神经元可塑性提供了新视角。
DOI：10.1126/science.adn6712
2、转铁蛋白受体靶向抗淀粉样蛋白抗体可增强脑部递送并减轻ARIA
2025年8月7日，美国学者在Science期刊上发表了题名为“Transferrin receptor–targeted anti-amyloid antibody enhances brain delivery and mitigates ARIA”的研究论文，这项研究开发了一种靶向转铁蛋白受体（TfR）的抗体递送系统（ATVcisLALA），用于增强抗β淀粉样蛋白（Aβ）抗体的脑部递送并减少副作用。
该技术通过不对称Fc突变设计，在保留抗体效应功能的同时，降低了TfR靶向相关的风险。小鼠实验显示，ATVcisLALA:Aβ复合物能广泛分布于脑组织，显著增强对实质斑块的靶向作用。这种优化的生物分布特性减少了淀粉样蛋白相关影像学异常（ARIA）样病变和血管炎症反应。
研究表明，通过血脑屏障转运介导的增强型生物分布，ATVcisLALA技术有望推动下一代Aβ免疫疗法的发展，在提高疗效的同时降低ARIA这一阿尔茨海默病治疗中的主要安全性问题。
DOI：10.1126/science.ads3204
3、神经降压素受体1的偏向性变构调节剂可缓解急慢性疼痛
2025年8月7日，美国学者在Cell期刊上发表了题名为“Arrestin-biased allosteric modulator of neurotensin receptor 1 alleviates acute and chronic pain”的研究论文，该研究揭示了神经降压素受体1（NTSR1）偏向性变构调节剂SBI-810在疼痛治疗中的突破性潜力。
通过系统性及局部给药，SBI-810在小鼠术后疼痛、炎症性疼痛和神经病理性疼痛模型中均表现出强效镇痛作用，其作用依赖于NTSR1和β-arrestin-2（βarr2）信号通路。机制研究表明，SBI-810能抑制脊髓痛觉神经元的兴奋性突触传递、NMDA受体和ERK信号通路，降低初级感觉神经元Nav1.7膜表达和动作电位发放，并减弱C纤维反应。与阿片类药物相比，SBI-810不仅能减少药物条件性位置偏爱，还可缓解便秘和慢性阿片类药物戒断症状。
这些发现表明，靶向NTSR1的βarr2偏向性变构调节剂通过外周和中枢双重作用机制，为开发非成瘾性镇痛药物提供了新策略，有望用于多种急慢性疼痛的治疗。
DOI：10.1016/j.cell.2025.04.038
4、神经元生长环路中的重复元件RNA整合机制
2025年8月7日，美国、英国、以色列以及爱沙尼亚的学者联合在Cell期刊上发表了题名为“Repeat-element RNAs integrate a neuronal growth circuit”的研究论文，该研究揭示了转座子来源的B2-SINE重复元件RNA（命名为GI-SINEs）在神经元生长调控中的关键作用。
研究发现，感觉神经元损伤后特异性诱导ATF3等AP-1启动子相关基因座产生的GI-SINEs，通过多聚腺苷酸化修饰上调。这些元件在视网膜神经节细胞损伤中未被激活，表明其细胞类型特异性。外源表达GI-SINEs能促进感觉神经元、视网膜神经元和皮质脊髓束神经元的轴突再生。机制上，GI-SINEs通过与核仁素及核糖体蛋白相互作用，调控神经元胞质内的翻译过程。反义寡核苷酸抑制GI-SINEs会破坏感觉神经元生长和核仁素-核糖体互作。
该发现首次证实特定转座子亚家族通过连接AP-1转录与局部RNA翻译，构成了神经元生长调控的生理性环路。
DOI：10.1016/j.cell.2025.04.030
5、稀疏强连接制约神经元功能的连接组学预测
2025年8月7日，美国学者在Cell期刊上发表了题名为“Infrequent strong connections constrain connectomic predictions of neuronal function”的研究论文，该研究通过整合果蝇视觉系统的连接组学数据和生理功能测量，揭示了神经网络连接模式对功能预测的约束机制。
研究发现，虽然连接组数据能较准确预测某些响应特性（如方向选择性），但对其他特性（如感受野大小）的预测效果较差。关键突破在于：1）强突触输入在功能上具有超出随机预期的同质性；2）这些稀疏但强的连接对突触后反应产生不成比例的巨大影响。研究定量确定了最能解释细胞类型功能差异的关键连接子集，为提升连接组预测精度建立了一套核心约束条件。
这些发现不仅阐明了当前连接组功能推断的局限性，更为优化神经网络计算模型提供了重要准则，表明未来需要重点解析强连接的特定功能贡献。
DOI：10.1016/j.cell.2025.05.007
6、猕猴脑细胞类型特异性增强子的鉴定与应用
2025年8月7日，中国科学院脑智卓越创新中心/上海脑科学与类脑研究中心刘真研究组、脑智卓越中心孙怡迪研究组、临港实验室李昊研究组合作在Cell期刊上发表了题名为“Identification and application of cell-type-specific enhancers for the macaque brain”的研究论文，该研究通过整合猕猴大脑单细胞RNA测序和ATAC测序数据，结合体内筛选，成功鉴定出能够驱动特定细胞类型基因表达的增强子元件。
研究者开发的AAV载体可高效靶向谷氨酸能神经元（具有皮层层级特异性）、GABA能中间神经元亚型、星形胶质细胞和少突胶质细胞。跨物种比较显示，部分猕猴增强子具有进化保守性，但皮层特异性增强子在啮齿类中无效，揭示了皮层顺式调控元件的物种差异。通过双增强子FLPo依赖性交叉策略进一步提高了靶向精度。
这些增强子-AAV工具已在猕猴视觉皮层活动监测与操控中得到验证，为解析灵长类神经环路功能提供了突破性技术手段，填补了非人灵长类细胞类型特异性操控的技术空白。
DOI：10.1016/j.cell.2025.06.040
7、哺乳动物行为状态下多神经元类别的高频电压动态成像
光纤TEMPO系统灵敏度较传统方法提升10倍，可在自由活动小鼠中同时记录两类神经元长达1小时的电压振荡（最高100Hz），首次揭示了海马涟漪事件中兴奋-抑制神经元的动态耦合及视觉皮层θ/γ振荡的跨频段耦合特性。宽场TEMPO显微镜能在头固定动物8毫米视野内同步成像两类细胞的电压活动，发现了视觉皮层感觉诱发的兴奋-抑制神经互作、γ波与3-7Hz波的传播，以及海马θ/β波的双向传导。
这些技术为解析健康与疾病大脑中各类神经振荡及细胞类型特异性互作提供了全新工具，填补了高频神经电活动在体检测的技术空白。
DOI： 10.1016/j.cell.2025.06.028
8、即时语音合成神经假体
研究团队通过植入运动前区腹侧的256通道微电极阵列，实时解码大脑神经信号并合成语音，同时提供闭环听觉反馈。创新性地解决了缺乏真实语音数据训练解码器的难题，不仅准确还原了音素内容，还能解码副语言特征（如语调变化），使受试者能实时调节合成语音的抑扬顿挫甚至演唱短旋律。
这项技术首次实现了瘫痪患者通过脑机接口进行富有表现力的语音交流，既保留了言语的韵律特征，又通过即时听觉反馈重建了"听到自己声音"的自然体验，为神经性言语障碍患者带来了革命性的沟通解决方案。
DOI：10.1038/s41586-025-09127-3
9、空间转录组学揭示人类大脑皮层层级与功能区的分子特征
研究发现：1）兴奋性神经元亚型的层状分布在细胞构筑层形成前3个月即已建立六层结构；2）妊娠中期皮层功能区分化存在两种模式——沿前后轴的连续性渐变（多数区域）以及V1/V2视觉皮层间的离散性突变（妊娠20周即出现）；3）V1特异性4层神经元早期突触发生相关基因上调。研究挑战了"皮层区域化仅存在梯度变化"的传统认知，揭示了V1-V2神经元亚型的二元突变特征。
通过整合单核RNA测序与空间转录组数据，该研究不仅确立了空间关系在皮层分子特征决定中的关键作用，更为构建人脑发育全景图谱建立了单细胞空间分析新范式。
DOI：10.1038/s41586-025-09010-1
10、星形胶质细胞形态发生依赖自我识别机制
2025年5月28日，美国学者在Nature期刊上发表了题名为“Astrocyte morphogenesis requires self-recognition”的研究论文，该研究首次揭示了原钙粘蛋白γC3亚型介导的自我识别机制对星形胶质细胞形态发育的关键作用。
研究发现γC3在人类和小鼠星形胶质细胞中特异性高表达，通过基因操纵实验证实其自主调控小鼠视觉皮层星形胶质细胞的形态发生。研究者创新性地设计出能够异亲结合但丧失同亲结合能力的γC3嵌合蛋白对，证明只有当同一胶质细胞共表达互补的异亲结合亚型对时，才能恢复γC3缺失细胞的正常形态。这一精巧实验首次证实：1）星形胶质细胞具有类似神经元的自我识别能力；2）γC3通过介导同一细胞突起间的自我识别调控其形态发育。
该发现拓展了原钙粘蛋白家族在神经系统的功能认知，为理解哺乳动物大脑中胶质细胞网络的构建机制提供了新范式。
DOI：10.1038/s41586-025-09013-y
11、癌症转移过程中神经向癌细胞的线粒体转移
2025年6月25日，美国学者在Nature期刊上发表了题名为“Nerve-to-cancer transfer of mitochondria during cancer metastasis”的研究论文，该研究揭示了神经元通过线粒体转移促进癌症转移的新机制。
研究发现乳腺癌相关神经元通过增加自身线粒体产量，将其转移至邻近癌细胞以增强肿瘤能量代谢。研究者开发了MitoTRACER追踪技术，首次实现对受体癌细胞及其子代的永久标记，发现获得神经元线粒体的原发灶癌细胞在转移灶中特异性富集。神经去除实验和共培养模型证实，神经元依赖性的线粒体转移显著提升癌细胞的转移能力。
该发现不仅阐明了神经系统支持肿瘤代谢可塑性的具体途径——即通过"神经-癌细胞线粒体转移轴"重塑肿瘤能量平衡，更为理解癌症转移的神经调控机制提供了全新视角，提示靶向这一过程的治疗潜力。
DOI：10.1038/s41586-025-09176-8