老鼠脑肝脾

一般市民可能想不到，生物研究室做试验用的老鼠很不一般，一些特定基因的美国小鼠，花钱都买不到。　　事件：6只美国小鼠被放行　　昨日，记者从河南出入境检验检疫局获悉，郑州大学为完成2009年国家自然基金课题项目研究，从美国进口了6只SPF(无特异病原体)小鼠，这是我省首次进口美国SPF小鼠。近日，经过30天的隔离检疫，这6只小老鼠被顺利放行。　　表面上看进口小鼠不是大事，但河南出入境检验检疫局却颇费工夫。河南出入境检验检疫局动检处副处长郭启祥说，在进口小鼠之前，他们便与郑州大学生物工程系改造了隔离检疫场并进行防疫消毒。同时，河南出入境检验检疫局还对饲养人员进行了相关知识培训，使其熟悉SPF小鼠隔离检疫期间的疫病防控、饲养管理等。　　此外，在隔离期间，出入境检验检疫局工作人员还不定期地对SPF小鼠的消毒情况、饲养管理情况、环境温湿度情况、粪便及垫料的无害化处理情况、记录情况进行监督检查。　　依照我国要求，为防止动物疫病传入国内，在从国外进口动物到我国后，都需进行1个月左右的隔离检疫，做试验用的小鼠也不能例外。　　身份：6只小鼠全是美国赠送的　　实验室搞研究，随便抓几只小老鼠不行吗?郭启祥说，做试验用的小鼠分众多种类，对一般科学研究而言，国内培育的试验小鼠基本可以满足，但对于此次郑州大学所进行的研究来说，就不行了。　　SPF小鼠是国际公认的标准实验动物，可用于多种科研实验。这种小鼠不仅不携带特定病原体和寄生虫，而且是经无菌鼠剖腹产出后饲养于屏障系统中、实施严格的微生物和寄生虫控制培养而成的。　　郭启祥说，此次进口的6只SPF小鼠，全部为黑色，将会在郑州大学生物工程系内进行免疫研究。负责该项研究的人是郑州大学生物工程系副主任、河南省生化与分子生物学学会副秘书长康巧珍博士。　　由于康巧珍是美国纽约血液中心博士后，此次研究是美国纽约血液中心与郑州大学共同进行的一次课题研究，而所进口的6只SPF小鼠，全是美国赠送的。　　康巧珍说，试验小鼠在进入我国后，其生活环境、湿度、消毒、饮食等都要按照国家试验动物标准(SPF标准)进行，就连小鼠呼吸用的空气都需要经过过滤。此外，一旦试验人员与其接触，不但要进行全面消毒，且整个操作过程也有一定的规范。　　现状：美国试验小鼠有价难求　　因美国SPF小鼠不携带特定病原体和寄生虫，这种小鼠往往不容易得到。郭启祥说，去年，新乡一所高校的负责人曾找到他，希望通过河南出入境检验检疫局从美国进口几只SPF小鼠，尽管我省为该医学院办齐了许可证等所有的手续，但由于美国那边未能通过，因此未能成功进口。　　现在，每年有超过2500万只老鼠被用于科学实验。在美国，生物技术公司可以在老鼠身上进行他们自己想要的基因变异，随意插入或删除某个基因。由于需要特定的基因改变，定制老鼠的总成本通常很高。　　国外：老鼠商一年赚5亿美元　　饲养实验室老鼠，在美国已经成为一个庞大的产业。　　在美国，有很多老鼠卖家。位于美国缅因州的非营利供应商杰克逊实验室，每年送出超过200万只老鼠。位于马萨诸塞州的商业性老鼠饲养公司——查尔斯河实验室，靠出售和看护实验室动物，其中绝大多数是老鼠，每年可以赚到5亿美元。　　据了解，在国外，如果老鼠有某种疾病，你还得加钱才能买到。一只有关节炎的老鼠售价将近200美元 两对患有癫痫病的老鼠，售价高达2000美元 想要3只瞎子老鼠吗?准备大约250美元吧。如果想自己定制一只特殊的老鼠，亲自决定改变老鼠的哪个基因，估计得花10万美元。　　尽管这是一个很赚钱的行业，但这也是一个很有挑战性的生意，不是普通的饲养和运输动物那么简单，还需要高科技以及成熟完善的服务。　　国内：目前也有一些卖老鼠的商家　　由于老鼠的基因与人类基因惊人相似，老鼠一直是科学实验的主要工具，它已成为新药和医学试验的关键工具。与国外一样，国内目前也存在一些销售老鼠的商家。　　业内人士告诉记者，培育试验小鼠在我国已经起步，一些医学研究所目前正在成为出售小鼠等实验动物的卖家。如西安一家神经科学研究所目前就拥有8个品系的小鼠，其每只的销售价格在15元~250元之间。　　而一些隔离场地建设机构，还把养殖这些小鼠过程中掌握的饲养、管理经验写成了书，公开进行销售。　　此外，根据我国实验动物环境及设施2001年新国标的规定，对大小鼠的饲养和实验环境设施要求全过程达到SPF级。尽管全国军地各大医院、高校及科研院所，先后新建了用于大小鼠饲养、实验的屏障系统环境与设施，但由于这种环境设施硬件新、改建和维持费用相当高(100万～1000万不等)，收取的实验动物与动物实验的费用太低，领导一味追求动物实验室直接经济效益，忽略间接效益和社会效益等原因，使得众多机构难以维持。

英国的生物家认为，可以用蛾、毛虫和果蝇等昆虫替代老鼠，进行药物试验。　　科学家已经发现，哺乳动物与昆虫的一些主要细胞在感染病原体之后，产生类似的抗病化学反应。最新发现意味着，以前用老鼠来进行的药物试验，有80%可以用昆虫替代，可望替药厂省下大量的时间和金钱。　　爱尔兰国立大学的生物学家卡瓦纳，在爱丁堡举行的微生物医学年会上发表了研究成果。他说：“现在通常的做法是，在新药研究过程中，初步试验用幼虫，最后的验证试验用老鼠。”　　他还说：“这种方法比较快，因为用昆虫做试验48小时就能出结果，但是用老鼠常常需要4至6个星期，而且昆虫要便宜得多。”　　卡瓦纳和同事发现，构成人体免疫系统的嗜中性粒细胞以及血细胞，在昆虫体内也起到类似的作用，受到细菌感染后也会出现同样的反应。　　昆虫和哺乳动物的细胞都会产生结构类似的化学物质，这种化学物会移动到细胞表面杀死入侵者。他们发现，免疫细胞会把细菌包围住，然后释放出酶分解它们。

中新网5月19日电 据外媒报道，近些年来网购日益流行，不少女性转战网络购物，包括搜罗合适的化妆品等。然而英国警方近日警告称，冒牌美容产品中含有&ldquo 老鼠粪便、人体尿液和其他有毒物质&rdquo ，对消费者的健康造成了极大危害。　　据报道，英国警方近日截获大批假冒美容产品，更针对化妆品假货充斥发出全国警报。伦敦警方表示，该批冒牌化妆品大多通过网购平台兜售，涉及多个知名品牌。英国当局在其中一个船运货柜，便检获多达4700件假冒产品。　　英国警方曾在过去1年半里，关闭5500个出售冒牌化妆品的网站，充公的假货总值达350万英镑。　　而来自纽卡斯尔33岁的埃默里表示，她在去年圣诞节派对上获得冒牌化妆品礼盒，她在使用眼线笔后，早上起床时眼部已变得浮肿。到了黄昏，她的脸部也一并变肿，眼部则状似被严重烧伤。　　报道称，埃默里最后需接受长达5周的抗生素治疗，才逐渐消肿，但至今她的皮肤仍然极易敏感。　　当地警方称，造假者用正品化妆品的图片欺骗消费者，让他们相信自己买的是正品。经测试，冒牌香水通常都含有有毒化学物质，包括氰化物和人体尿液。冒牌化妆品，如眼线膏、睫毛膏、润唇膏和粉底含有有毒化学物质和有害物质，比如砷、汞和铅。　　警方称，这些物质会导致过敏反应，比如皮肤不适、肿胀、皮疹和烧伤。测试总负责人伍德尔说：&ldquo 很多人不知道冒牌美容产品对他们健康的真正危险，所以这周我们发起了&lsquo 醒醒吧，不要冒牌货&rsquo 活动。美容产品是为了提升个人形象，但是假冒产品实际上会毁了你的形象。

卷烟技术入围科技奖，再次引发社会关注。8日，中国科学界的门户网站科学网，以编辑部的名义发表了一篇《征集签名抵制卷烟技术入选科技奖》的博文，建议通过签名者的努力，促成国家禁止烟草技术申报各种科技奖励。(4月9日《新京报》)　　国家科技奖的入选项目，遭到来自科学门户网站的抵制，本来就有点令人费解。其中究竟是因为科技含量不足，还是有关该不该褒奖的问题?其实这问题不难区分的。既然是工信部旗下国家烟草专卖局推荐的“中式卷烟特征理论体系构建及应用”，其中肯定不乏科技含量。剩下的就是这种“卷烟技术”是不是该入选国家科技奖的问题了。　　就“科技”而言，谁都不可对卷烟技术小觑 但就“奖励”而言，就必须要看这种技术对人类社会的意义。受到奖励的，必然是对社会有进步作用的。因为，在管理心理学中，奖励是对人的某种行为给予肯定与表扬，使人保持这种行为。假如人的某种行为或某领域的科技项目，与社会倡导的文明共识相背，还遑论什么奖励和褒扬?　　判断卷烟技术是否具有积极的社会意义，因为有了一个“控烟”的现实诉求而显得十分容易。那么，这种“卷烟技术”是不是有利于“控烟”，就成了该不该受到奖励的关键。《国家科学技术奖励条例实施细则》本身就规定：获奖成果的应用不得损害国家利益、社会安全和人民健康。　　那么，这种“卷烟技术”到底是什么技术呢?“中式卷烟特征理论体系构建及应用”公示材料称：“在激烈国际化竞争背景下，只有突出中式卷烟特色，才能确立中式卷烟的比较优势。”很明显，所谓的“卷烟技术”，就是为了突出中式卷烟的优势，也就是说让卷烟站稳市场地位。一种商品的优势，不仅体现在质量上，更多的是通过销售业绩来评判市场优势。那么，这种“卷烟技术”就是“通过加香、提高口感等方法构建所谓的"中式卷烟"，从而促进烟草消费，促使了卷烟的更大规模流行”。　　无需赘述，这项“卷烟技术”所起的作用，已经与国际性的“控烟”潮流背道而驰了。“控烟”的目的是逐步减少“烟民”，而“卷烟技术”的成果就是让吸烟变得更加美味，更加舒适。这个倒忙帮得也太见利忘义了。　　其实，烟草业本来就是一个见利忘义的行业。在“中式卷烟特征理论体系构建及应用”公示材料中，这项“卷烟技术”的成果赫然：项目研究成果用于红云红河集团、湖南中烟等近10个烟草工业企业，以及华宝、华旭升、瑞升等香料企业的烟草加工、香精香料加工、卷烟调香等。研究成果的应用，“提升了产品质量和市场适应性，近三年累计实现新增销售收入1735.74亿元，新增利税1421.8043亿元”。这可能就是“卷烟技术”能名列国家科技奖受理项目的经济资本。　　在发展经济大潮下，烟草这种对GDP有强劲推动力的行业，不但是烟民的精神鸦片，而且是国家经济难以割舍的依赖。如果看在钱的份上，借用四川农村的一句民谚：黄猫、黑猫，只要捉住老鼠就是好猫，但烟草这个很能赚钱的行业也不能算作是“猫”。因为，猫捉老鼠是有益无害的，所以可以无论黄猫、黑猫。但烟草这种有害的东西，只能算作老鼠。因此，“卷烟技术”对烟草行业的贡献，就像一只“会捉猫的老鼠”，它“猫”捉得越多，社会危害就越大。这样说来，即使因某种无法割舍的利益牵制，暂时还离不开这只“会捉猫的老鼠”，但让它与那些保护社会、造福人类的“好猫”平起平坐，还可能获得一顶桂冠，就有点大逆不道了。

尿检的原理十分简单，人体服用或注射药物后，这些药物及其代谢产物在一定的时间内或多或少地会出现在尿液中。检测人员通过对运动员的尿液作定量及定性的检测工作，就能检查出这些运动员是否使用过兴奋剂。　　而最新的高分辩率质谱仪的出现，使检测技术上有了极大的飞跃和发展。过去停止服用兴奋剂两周后查不出来的，现在即使间隔 50～60 天，也难逃高科技的法网。　　但是，有的违禁药物目前难以在尿检中查出，如缩氨酸、荷尔蒙及其同类产品像促红细胞生长素(EPO)、人体生长激素(hGH)等，而血检则能弥补这方面的不足。　　「查禁」永远落后于兴奋剂的更新　　在某个意义上，药检措施越严格，越会逼迫兴奋剂更新换代。欺骗者总能寻找到一些新的药物和方法战胜检查系统。合成类固醇药物被查禁，生长激素和红细胞生长素又被广泛运用。　　容易被检查出的苯丙胺、麻黄素等兴奋剂逐渐减少，取而代之的是更不容易被查出的各种能够增强运动员个人能力的方式。　　比如，在上世纪 70 年代，血液回输(运动员先从自己身上抽出一部分血液保存起来，临近比赛前再注射回体内，以便增加血红细胞的数量，把更多的氧气输送到肌肉，从而提高运动能力)就开始在奥运赛场上风行。　　这种方法同样是医生熟悉的，它也是手术中减少输血量的常用预备方法之一。但直到 1994 年冬奥会，国际奥委会才开始进行相关的检测。　　促红细胞生成素 (EPO) 是近年得宠的新型兴奋剂。它最早是一种治疗贫血等血液疾病的药物，由于它能促进红细胞生成，提高身体的耐力，被很多耐力项目选手用作兴奋剂。早在上世纪 90 年代，EPO 就被列入禁药名单，但在 2000 年悉尼奥运会之前，人们始终无法检测出这种兴奋剂。　　无怪有人说，奥运赛场不但是体育赛事的赛场，还是生物医药技术的赛场——从目前来看，情势非常严峻。　　而医生们和医学科学家们，也就这样悄悄地参与到了这样的盛会中，开展了一出猫捉老鼠的竞技。

香港大学近日宣布，该校研究团队成功研发一款超高速显微镜，能有效捕捉脑电波信号，为脑退化等脑疾病的研究提供线索。据新华社报道，港大携手美国加州大学伯克利分校团队开发的“双光子荧光显微镜”，能捕捉神经元之间的电子讯号和化学物质传递。团队成功在实验中记录一只活体老鼠脑部神经元所产生在毫秒间闪现的电脉冲讯号。该显微镜采用了由港大团队研发的超高速激光扫描技术，以一对平行的反射镜产生一排激光脉冲，速度比目前的激光扫描技术快至少1000倍。在实验中，研究人员利用高速显微镜将扫描激光投射在小鼠脑部，为小鼠大脑皮层进行每秒1000至3000次的二维扫描影像。率领研究团队的电机电子工程系副教授及生物医学工程课程总监谢坚文介绍，目前有不同类型的技术能捕捉脑电波信号，包括将电极植入脑部，直接量度脑部电压，但创伤性大；磁力共振和传统光学显微镜则速度较慢。港大这项新技术的优点是创伤性低，而且能精确定位个别神经元，以毫秒为单位追踪它们的激发路径。谢坚文表示，这项新科技能侦测活脑中单一神经元在毫秒间的活动变化。团队希望在未来1至2年将技术进一步提升，探索更深层脑部的结构，更全面了解大脑功能。该研究成果已在学术期刊《自然方法》（Nature Methods）上发表。

本文由中国药科大学药物代谢与药代动力学重点实验室天然药物国家重点实验室所作，发表于DRUG METABOLISM AND DISPOSITION （2018）46:53–65。 胃肠道和中枢神经系统之间的双向沟通途径，称为“肠-脑轴”，其与脑损伤的治疗越来越相关。尽管血浆和大脑暴露浓度水平极低，三七总皂苷提取物(PNE)仍是预防和治疗心脑血管缺血性疾病的常用药物。迄今为止，PNE神经保护作用的潜在机制在很大程度上仍然未知。本文通过研究PNE对胃肠微生物群落和γ-氨基丁酸(GABA)受体的调节，系统地探明了PNE的神经保护作用。 结果表明，PNE预处理对大鼠局灶性脑缺血/再灌注(I/R)损伤有显著的神经保护作用，但对无菌大鼠的保护作用减弱。PNE预处理可显著防止I/R手术引起的长双歧杆菌(Bifidobacterium longum, B.L.)下调，B.L.定植也可发挥神经保护作用。更重要的是，PNE和B.L.均可上调I/R大鼠海马GABA受体的表达，同时给予GABA-B受体拮抗剂可显著减弱PNE和B.L.的神经保护作用。上述研究表明，PNE的神经保护作用可能主要归因于其对肠道菌群的调节，口服PNE也可通过上调GABA-B受体用于I/R损伤的治疗。使用仪器：岛津LCMS-8050 图1 正常、I/R模型和I/R + PNE大鼠(n = 6/组)的TTC染色脑冠状切片(A)、梗死体积(B)和神经功能缺损评分(C)。PGF、PGF + I/R模型和PGF + I/R + PNE大鼠(n = 6/组)的TTC染色脑冠状切片(D)、梗死体积(E)和神经功能缺损评分(F)。大鼠海马中IL-1b水平(*P，0.05，**P，0.01 vs对照组，#P，0.05 vs I/R组，# P，0.01 vs I/R组) (G)，大鼠海马中IL-6水平(**P，0.01 vs对照组，#P，0.05 vs PGF+I/R组，# P，0.01 vs I/R组) (H)和大鼠海马中BDNF水平(*P，0.05 vs对照组，# P，0.05 vs I/R组) (I) (n = 6/组) 图2 B.L.的神经保护作用(n = 6/组)。(A) TTC染色的脑冠状切片、(B)梗死体积、(C) 神经功能缺损评分、(D) IL-1b、(E) IL-6、 (F) TNF-a、 (G) BDNF (*P，与对照组比较0.05，# P，与I/R组比较0.05) 图3 Western blotting检测PNE和B.L对GABA-B受体(R1、R2)表达的影响(n = 6/组)。(A) GABA-B R1、GABA-B R2、GAPDH对应的蛋白带 (B) GABA-B R1蛋白表达的灰度分析 (C) GABA-B R2蛋白表达的灰度分析。(*P, 0.05 vs对照组，#P, 0.05 vs I/R组，##P, 0.01 vs I/R组) 图4 GABA-B受体拮抗剂对PNE疗效的影响(n = 6/组)。(A) TTC染色的大脑冠状面、(B)大鼠大脑梗死体积、(C)大鼠神经功能缺损评分、(D) IL-1b水平、(E) IL-6水平、(F) TNF-α水平(* P, 0.05) 因此，本研究结果表明，I/R手术改变了肠道菌群，下调了B.L的数量，B.L水平的下降导致GABA受体表达的下调。PNE预处理后可在一定程度上预防肠道菌群I/R相关的变化，显著提高B.L的相对丰度。B.L水平的升高可上调大鼠海马GABA-A和GABA-B受体的表达，而GABA-B受体的上调在缺血性脑损伤中起保护作用。据我们所知，这是首篇阐明PNE涉及肠道微生物群的大脑保护作用的报告。值得注意的是，B.L在PNE通过上调GABA-B受体治疗脑I/R中起着关键作用。 文献题目《Low Cerebral Exposure Cannot Hinder the Neuroprotective Effects of Panax Notoginsenosides》 使用仪器岛津LCMS-8050 作者Haofeng Li, Jingcheng Xiao, Xinuo Li, Huimin Chen, Dian Kang, Yuhao Shao, Boyu Shen,Zhangpei Zhu, Xiaoxi Yin, Lin Xie, Guangji Wang, and Yan Liang Key Laboratory of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, tate Key Laboratory of Natural Medicines, China Pharmaceutical University, Nanjing, China

2021年4月，中国医学科学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室再帕尔阿不力孜、贺玖明团队在分析化学一区《Analytical Chemistry》期刊发表封面文章，题为“Mapping metabolic networks in the brain by using ambient mass spectrometry imaging and metabolomics”的研究成果，采用自主研发的质谱成像空间代谢组学技术，全面绘制了大鼠脑代谢网络，深入解析了东莨菪碱致大鼠记忆功能障碍模型脑的代谢变化。　　封面文章　　研究背景　　大脑是结构最复杂的器官之一，主要功能与其微区的分子相互作用密切相关。大脑的小分子调节机制对理解中枢神经功能、精神疾病机理和药物研发有很大的帮助。动物的认知过程和行为控制均依赖于脑部强大的中枢神经网络——神经连接体。科学家进行了很多研究，但是对脑部小分子网络的研究仍有不足。　　分子成像技术是研究大脑中DNA、RNA、蛋白质和代谢产物的强大工具。质谱成像技术(MSI)是一种检测大脑中蛋白质、代谢物和脂质物质的高灵敏度和高通量分子成像技术，在肿瘤边缘诊断、肿瘤生物标志物发现、药物分布和机理阐述等领域有广泛的应用。　　本文作者开发了一种基于敞开式空气动力辅助解吸电喷雾离子化质谱成像(AFADESI-MSI)技术的代谢网络映射方法，对大鼠脑不同极性的小分子代谢物(m/z 50-500 Da)进行微区分布研究，不仅鉴定出脑部几乎所有重要的代谢物，还绘制了包含神经递质、嘌呤，有机酸，多胺，胆碱、碳水化合物和脂类等20条通路的代谢网络，并使用这种代谢网络映射质谱成像方法解析了东莨菪碱致大鼠记忆功能障碍模型脑的代谢变化，为中枢神经系统疾病的治疗提供新的信息和见解。研究思路　　研究方法　　1.样本准备　　Sprague-Dawley大鼠模型腹腔注射东莨菪碱后被杀死(处理组，3只)，对照组大鼠(3只)也用同样方法杀死。获取大鼠整个大脑，在低温下将大脑切成连续的矢状切片(暴露出海马和纹状体)，用于Nissl 染色、H&E染色和质谱成像检测。　　2.空间代谢组实验　　使用AFADESI-MSI分析，代谢物质量数范围50-500 Da，质谱分辨率70,000。　　3.数据处理和代谢网络分析　　原始数据经过转化，再使用自建MassImager软件获取成像结果 在获取差异代谢物的高分辨率质谱信息后，使用Metaboanalys在线数据挖掘软件以褐家鼠(rattus norvegicus)为参考完成代谢物高通量定性，并输出代谢网络信息。大脑中复杂网络可视化使用Cyctoscope软件完成。　　4.统计分析　　两组大脑样本选择相同的微区，并将组织学和特征离子图像叠加进行确认。数据处理结果使用t检验(n = 3)进一步验证。大脑微区包括松果体、中脑导水管、脑桥、梨状皮质、延髓、丘脑、纹状体、海马、胼胝体、嗅球、大脑皮层、小脑皮层、穹窿、小脑延髓和丘脑。　　研究结果　　1.AFADESI-MSI用于大脑中极性代谢物的定位　　如图1所示，将大鼠大脑连续矢状切面通过ESI探针对逐个像素进行扫描，并将解吸的代谢物离子传输到高分辨率质量分析仪进行分析。图1E是大鼠脑部某个像素点的一个代表性质谱图，在该图中可以观察到数千个代谢物的峰。AFADESI-MSI图像还表明脑部不同功能性区域中代谢物浓度的变化。图1A-D显示了代表性代谢产物图像，在松果体、纹状体、海马、胼胝体和嗅球等亚区域具有特定分布。这些异质代谢分布与大鼠脑的功能和结构复杂性高度一致。　　实验结果表明，AFADESI-MSI的空间分辨率小于100μm，代谢物质量最大差异为0.001Da，同一物质的检测动态范围高达1000倍。如图1所示，通过AFADESI-MSI可在大鼠脑部检测到一些呈特征性分布有代表性的极性代谢物，其强度范围从0到104甚至到106。　　图1 (A-E)使用AFADESI-MSI获得的用于构建大鼠大脑代谢网络图的代表性极性内源性代谢物 　　(F)AFADESI-MSI数据采集过程 　　2.在大鼠脑绘制特定区域分布的极性代谢物图谱　　使用AFADESI-MSI在正离子和负离子模式下分别获得298个和372个微区轮廓清晰的代谢物离子图像。使用精确分子量并结合同位素丰度，通过人类代谢组数据库(HMDB)对离子图像进行识别，鉴定出多种内源极性代谢物，包括氨基酸、核苷酸或核苷、碳水化合物、脂肪酸和神经递质等。　　中枢神经系统(CNS)的特定功能和特定解剖区域相关。例如，乙酰胆碱在大脑皮层中高度表达 γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质，其在大脑皮层的信号强度较低，在中脑、嗅球和下丘脑中的浓度较高 多巴胺在纹状体含量较高 组胺(一种兴奋性神经递质)主要分布于丘脑和下丘脑。松果体在睡眠和光周期调节中起着重要的作用，并且由于其体积小容易被忽视。在松果体区域中，作者检测到106种极性代谢物，例如吲哚乙醛、吲哚、5' -甲硫基腺苷和褪黑激素，它们在该微结构的表达最高。褪黑激素由松果体分泌，起到调节昼夜节律的作用。质谱成像结果表明褪黑激素只能在松果体检测到。褪黑激素的上游代谢物血清素(5-HT)在松果体中也有特定的分布。此外一些未知的代谢物也仅在大鼠大脑的某个很小但特定的区域中。以上结果表明，AFADESI-MSI方法可以直接检测极性代谢产物，并具有高特异性，能呈现其在大脑微区分布的图像。　　3.在大鼠脑中绘制微区代谢网络图　　要了解大脑的结构区域发生的复杂代谢过程，不仅应准确表征代谢物，还要研究其相关性。从大鼠脑微区中提取代谢谱进行代谢网络重建。从15个微区提取的MSI数据进行峰挑选和峰对齐(图1F)，包括松果体、中脑导水管、脑桥、梨状皮质、延髓、丘脑、纹状体、海马、胼胝体、嗅球、大脑皮层、小脑皮层、穹窿、小脑延髓和丘脑，然后使用基于KEGG数据库的Metaboanalyst软件进行代谢网络分析。共找到20条KEGG代谢通路，包含126个具有微区信息的代谢物，图2显示了涉及丙氨酸-天冬氨酸和谷氨酸代谢、花生四烯酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、肌酸途径、GABA能突触、葡萄糖代谢、谷胱甘肽代谢、甘油磷脂代谢、甘氨酸-丝氨酸和苏氨酸的代谢、组氨酸代谢、赖氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、多胺代谢途径、嘌呤代谢、嘧啶代谢和TCA循环、色氨酸代谢、酪氨酸代谢、缬氨酸-亮氨酸和异亮氨酸代谢和类固醇激素合成途径。质谱成像方法提供了一种直接获取代谢网络信息的途径，以系统地深入了解大脑的代谢活动。　　图2 通过AFADESI-MSI和Metaboanalyst获得的大鼠脑中的代谢网络　　图3A展示了嘌呤代谢的分布和代谢途径，共包含17个核苷酸及相关代谢产物，饼图代表了某种代谢物在不同大脑微区的相对含量和分布，图3A中显示出不同代谢物的不同局部特征。例如腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)和鸟苷酸(GMP)在大脑皮层和松果体中高表达，但在胼胝体和穹窿中含量较低。图3B显示了大脑不同区域的AMP分布，AMP在大脑皮层和松果体中含量很高，而在胼胝体和穹窿中含量较低。这些结果表明，大脑中代谢物分布呈现出功能性区域的差异性。这些空间和代谢途径的上游-下游转换过程为大脑局部代谢活动提供丰富信息。也证明质谱成像方法能够提供直接获取代谢网络信息的方法。　　图3 (A)通过AFADESI-MSI获得的大鼠脑中嘌呤代谢途径和相关代谢产物分布 　　(B)腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)在大鼠脑不同区域的分布 　　4.神经递质的代谢网络解析　　神经递质在大脑不同区域具有极为复杂的代谢调节网络，使这些区域的中枢神经能够从事复杂的活动。作者分析了关键神经递质的代谢调控网络，分别为多巴胺、γ-氨基丁酸、腺苷、组胺、乙酰胆碱、5-羟色胺、谷氨酸和谷氨酰胺。图4A显示了神经递质以及相关代谢产物在大鼠脑的分布特征，它们联系非常紧密(图4B)，这些神经元彼此相互作用并形成复杂的调节网络。　　图4 |(A)大鼠脑中神经递质及其相关代谢产物的分布 　　(B)神经递质调节和代谢网络 　　5.从大鼠脑的代谢网络映射中发掘空间变化　　东莨菪碱治疗的大鼠是一种学习和记忆障碍模型，通常用于研究抗遗忘药疗效。本文作者使用AFADESI-MSI分析了对照组和东莨菪碱治疗的大鼠矢状脑切片，将发现的代谢物全面映射代谢网络，并通过代谢组学分析发现空间代谢变化。不仅可以对药物准确定量，还可以检测代谢网络相关的数百种内源性代谢物在大脑特定区域的分布。图5显示了代谢网络中检测到的各种代谢物，以及在不同大脑微区代谢物的明显改变。如图5A所示，找到三种代谢物(N-甲酰基尿氨酸、L-色氨酸和5-羟色氨酸)，属于色氨酸代谢途径，意味着东莨菪碱会干扰色氨酸的代谢过程。作者分析了东莨菪碱治疗组大鼠脑的十个微区，发现脑桥中有16种表达异常的代谢产物，而在大脑皮层中发现了7种。表明在东莨菪碱治疗下，脑桥和大脑皮层可能是受影响最严重的区域。　　图5 东莨菪碱模型大脑中极性代谢网络的变化　　图6显示了其中几种异常表达的代谢产物的分布，例如腺嘌呤在小脑皮层被下调 组胺在中脑导水管中下调 桥脑中的磷酸乙醇胺、大脑皮层中的2-氧戊二酸、纹状体中的多巴胺、胼胝体中的抗坏血酸、下丘脑中的谷胱甘肽、小脑皮层中的L-天冬氨酸和L-天冬氨酸也有所变化，这些代谢物的质谱成像结果(图6A-H)和相对定量结果(图6I1-18)进一步表明，大脑中药物作用后代谢物的多样性和区域特异性。这些代谢物不分区分析、含量进行全脑平均后，代谢物的微区含量差异很容易被削减。在空间上的代谢变化表明，在东莨菪碱治疗后，大鼠脑微区的代谢网络发生紊乱。但是代谢物和代谢酶是代谢网络的关键因素，基于空间分辨的代谢组学信息为发现酶或基因异常提供了线索，但若要完成完整的代谢网络分析必须进一步验证蛋白质和基因表达水平。　　图6 在东莨菪碱治疗后大鼠模型的脑部质谱成像结果和代谢产物的统计结果　　研究结论　　本文作者开发了一种空间分辨代谢网络作图方法，通过无需衍生化、特定标记或复杂样品预处理的高通量AFADESI-MSI方法和代谢组学策略，在具有复杂结构化脑组织中发现代谢分子变化。能检测出多种极性内源性代谢物，并绘制相关代谢网络，提供组织微区分布的图谱。还将多种功能性小分子(例如核苷酸、多胺、肌酸、神经酰胺代谢物)含量分布可视化。这些代谢物构成大鼠脑关键代谢网络，为理解大鼠脑的作用机制和功能探索提供新的见解。在本文中，该方法被用于东莨菪碱处理的大鼠模型脑部的代谢研究。结合微区统计数据，该方法可以绘制代谢网络图、发现某些途径代谢产物的明显失调，而且还能描绘与神经疾病直接相关微区中发生的代谢变化。

由华中科技大学武汉光电国家实验室(筹)骆清铭教授、龚辉教授研究团队获取的一套大鼠全脑高分辨数据集，近期发布在欧盟人脑计划(Human Brain Project, HBP)的神经信息平台(Neuroinformatics Platform, NIP)上。这标志着该团队建立的“鼠脑最精细脑图谱基础数据库”为欧盟人脑计划正式采用。　　此次发布在HBP-NIP上的数据集由该研究团队独立完成，样本为Golgi-Cox法染色的Sprague Dawley大鼠全脑，用显微光学切片断层成像(MOST)系统获取了全脑图像，成像分辨率为 0.35μ m×0.35μ m×1μ m，共包含16216层矢状原始切面。该数据集也同时在全脑网络可视化(Visible Brain-wide Networks, VBN)网站进行了共享，访问地址为 https://vbn.org.cn/2D/id3.html。　　HBP是2013年经欧盟委员会批准发起的旗舰级拨款项目，汇集了欧洲神经科学领域的众多科研团队与神经科学前沿研究课题，有超过120个参与机构和10亿欧元的项目资金。神经信息平台是HBP的重要组成部分，用于神经科学数据的发布与检索，近期发布的是神经信息平台的第一个公开版本，可直接通过 https://nip.humanbrainproject.eu 访问。HBP还同时发布了脑模拟平台、高性能计算平台、医学信息平台、神经形态计算平台和神经机器人平台，可通过 https://collab.humanbrainproject.eu 注册、登录和使用。

脑胶质瘤是最常见的原发恶性脑肿瘤之一，具有边界不清、毗邻功能区、放化疗不敏感等特点，手术切除困难，预后差。此前已有研究发现，2-3级胶质瘤患者中80%存在代谢酶异柠檬酸脱氢酶（Isocitrate dehydrogenase，以下简称IDH）突变，这类IDH突变胶质瘤好发于周边脑叶，年轻人常见，在最大限度肿瘤手术切除后，可显著提升生存率。因此，术中快速识别IDH突变，实现胶质瘤术中分子病理诊断对提升患者预后意义重大。2024年5月28日，复旦大学附属华山医院毛颖/花玮教授团队、清华大学精密仪器系张文鹏/欧阳证教授团队、美国普渡大学R. Graham Cooks教授团队以及梅奥诊所Alfredo Quinones-Hinojosa教授团队合作在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为术中质谱法快速检测胶质瘤中IDH突变“Rapid Detection of IDH Mutations in Gliomas by Intraoperative Mass Spectrometry”的最新研究成果。此项研究中，使用清谱科技便携式质谱分析系统Cell及活检组织检测直接毛细管电喷雾（Direct Capillary Spray，DCS）试剂盒实施了脑胶质瘤术中检测与分型。清谱科技创新设计中心科学家吴俊函博士是本文的共同第一作者，清谱科技应用中心负责人王南博士参与本研究工作。该项研究由中美顶尖研究和临床机构合作近5年完成，是迄今为止已知规模最大的术中胶质瘤IDH突变检测临床试验。通过临床队列研究，确定了质谱诊断IDH突变的最佳指标和阈值。实验结果表明，通过术中质谱技术以2-HG和GLU的比值作为诊断指标，在260位胶质瘤病人的697例样品检测中实现了100%的IDH突变检测准确率。其中，183位病人的309例样品使用清谱科技Cell便携式质谱分析系统与DCS试剂盒完成检测。胶质瘤是目前发病率最高的颅内原发恶性肿瘤，具有进展快、死亡率高且预后差的特点，超过80%WHO 2-3级的胶质瘤中都存在异柠檬酸脱氢酶（Isocitrate dehydrogenase，IDH）基因突变。IDH突变的胶质瘤患者在最大限度肿瘤手术切除后，可显著提升生存率，所以实现胶质瘤术中IDH突变检测对胶质瘤患者预后提升具有重要意义。脑胶质细胞发生IDH突变后，三羧酸循环中的α-酮戊二酸（α-KG）将转变为一种特殊的肿瘤小分子代谢标志物 2-羟基戊二酸（2-HG），进而促进癌变。因此，IDH突变患者的肿瘤区域将会积累大量2-HG，通过检测2-HG可诊断IDH突变情况。图1 IDH突变型胶质瘤中的代谢变化示意图在本研究中，美方研究团队使用电喷雾解吸电离方法（DESI）和传统大型质谱仪结合的方案；中方团队则采用直接毛细管电喷雾DCS试剂盒与便携式质谱分析系统Cell结合的即时化学检测方案，实现了：1. 2-HG和内标谷氨酸的快速准确检测；2. 成功构建了完整的脑胶质瘤IDH突变术中诊断流程；3. 将术中组织采集到IDH突变检测结果反馈全流程时间压缩至1.5分钟。本研究开创了脑肿瘤术中便携式质谱即时检测的应用范式，将为临床医生在术中进行肿瘤分析提供新的技术储备，为胶质瘤患者预后提升提供重大帮助。图2 术中质谱分析流程示意图本研究在对复旦大学附属华山医院和梅奥诊所的样品检测，实现了100%的IDH突变检测准确率。在实际的术中实践中，该方法还展现了在辅助临床医生明确肿瘤类型、平衡肿瘤切除率与神经功能保全关系、术中进行肿瘤边界判断等方面的优势。这项研究不仅实现了术中分子病理快速诊断，同时为外科手术带来革命性变化和想象空间，为医生的手术策略制定提供重要的分子诊断依据，具有重要的临床价值，是未来手术个性化、精准化的发展方向。图3 临床队列情况以及检测结果图4 脑胶质瘤IDH基因突变检测试剂盒分析流程该研究首次将质谱仪搬进手术室，便携式质谱分析系统将成为外科医生的代谢之眼，为医生及时提供有效分子诊断信息，为患者带来福音。同时，清谱科技的便携式质谱分析系统已经应用于公共安全、科学研究以及临床医学领域。清谱科技将进一步推广便携质谱技术及原位电离技术在医疗行业如血药浓度检测、术中诊断、基于精细结构脂质组学的疾病诊疗研究等方面的广泛应用。

中国医学科学院北京协和医学院药物研究所贺玖明研究员团队以封底文章在《药学学报》英文刊（APSB）2022年第8期（IF：14.903）发表了题为“A temporo-spatial pharmacometabolomics method to characterize pharmacokinetics and pharmacodynamics in the brain microregions by using ambient mass spectrometry imaging”的研究论文，建立了一种时空分辨的代谢组学方法（基于AFADESI-MSI的时空药物代谢组学），可全景式描绘脑中药物代谢和效应的时空特征，为中枢神经系统作用新药研发提供了一种有力的可视化工具和新的视角。　　封底图 | 表征鼠脑中中枢神经药物的微区域药代动力学和药效学的时空代谢组学方法策略和工作流程　　研究背景　　中枢神经系统（CNS）具有复杂而脆弱的结构，在大脑的许多微区域之间具有高度的互连性和相互作用。大脑是人体复杂的器官，可以细分为许多微区域。脑中多种内源性功能代谢物在不同的微区分布不均匀。脑微区的代谢酶、受体、配体、蛋白和血流的功能差异也会导致药物的空间分布和疗效差异。大脑是中枢神经系统疾病的靶点，大多数中枢神经系统药品只有在进入大脑后才会发挥作用。因此了解药物及相关内源代谢物在大脑中的原位分布的信息对于评估药物疗效、毒理学和药代动力学具有重要意义。　　目前研究大脑的常用功能性脑成像技术（包括组织化学标记、免疫荧光、MRI、PET、全身放射自显影等），仅提供脑组织结构的图像，不能在分子水平上进行分析，可监测的物质种类也有限。另一方面，脑内药物分析通常使用的基于组织匀浆或微透析采样的高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）技术获得的结果仅能反映采样微区的平均代谢水平，而缺乏分子在整个大脑中的空间分布的信息。质谱成像技术（MSI）不需要复杂的预处理和特殊的化学标记，具有高通量、高灵敏度和高分辨率的特点，可检测已知或未知小分子代谢物的定性、定量和空间分布信息。　　本研究使用AFADESI-MSI空间代谢组学研究表征了临床中枢神经系统药物奥氮平（OLZ）和大鼠脑内内源性代谢物，并进行了给药期间的时空变化以及脑微区药物动力学和药效学研究，成功地展示了OLZ及其作用相关代谢物的时空特征，并为中枢神经系统药物作用的分子机制提供了新的见解。　　研究思路　　研究方法　　1. 实验分组/研究材料：饲养一周的雄性 Sprague-Dawley 大鼠　　（1） 实验组：4组（3只/组），口服OLZ溶液（50mg/mL）后 20 分钟、50 分钟、3 小时和 12 小时用高浓度乙醚。　　（2） 对照组：1组，3只/组　　2.技术路线　　2.1. 鼠脑的微区划分：15个微区，包括尾状壳核（CP）、大脑皮质（CTX）、海马（HP）、下丘脑（HY）、丘脑（TH）、小脑皮质（CBC）、小脑髓质(CM)、髓质 (MD)、脑桥 (PN)、大脑导水管 (CA)、中脑 (MB)、穹窿 (FN)、梨状皮质 (PC)、嗅球 (OB) 和胼胝体 (CC)。　　2.2 质谱成像：AFADESI-MSI分析（全扫描及MS2扫描）　　2.3代谢物定性：人类代谢组数据库 (www.hmdb.ca)、Metlin、MassBank和LIPID MAPS　　研究结果　　1.通过AFADESI-MSI绘制大鼠大脑中的内源性代谢物和药物图谱　　无论是正离子模式还是负离子模式，使用AFADESI-MSI空间代谢组学均可从治疗组和对照组脑组织切片中获得内源性代谢物信息。在100-500 Da的低质量范围内，可以检测到氨基酸、核苷、核苷酸、有机酸、脂肪酸等极性小分子代谢物和γ-氨基丁酸 (GABA)、肌酸、肉碱、乙酰肉碱和磷脂酰胆碱等神经递质类代谢物；在500-1000 Da的高质量范围内，可以检测到一些脂质，包括鞘磷脂（SM）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰胆碱（PC）、溶血磷脂酰胆碱（LysoPC）和磷脂酰肌醇 (PI) 等。原型药物 OLZ 及其代谢物 2-羟甲基 OLZ 在正离子模式下被检测，结果如图1C1和D1所示。这些结果表明，非靶向质谱成像的方法可以在一次实验中同时绘制外源性药物和内源性代谢物的图谱，并可以获得它们的空间分布特征和微区域丰度变化。　　图1 | 使用 AFADESI-MSI 从脑组织切片获得的外源性药物和内源性代谢物的质谱成像结果　　2.鼠脑中奥氮平（OLZ）及其代谢物的时空变化　　OLZ是一种用治疗精神分裂症的药物，大脑是其主要靶器官。本实验为探究给药时间药物在大脑各功能微区的分布情况，分别在给药后20 min、50 min、3 h和12 h收集治疗组和对照组大鼠脑组织进行MSI分析。OLZ 及其代谢物 2-羟甲基 OLZ 的在鼠脑分布结果如图2A所示。　　这些结果表明，OLZ 可以很容易地穿透脑血屏障，主要分散在脑室和脑实质组织中，但并不是均匀分布在大脑的所有微区域中。给药后20分钟发现OLZ主要分布在大脑皮质中。50分钟后，OLZ的水平显著增加。随着时间的推移，大脑中的药物信号迅速下降到成像检测限以下。同时作者发现，2-羟甲基OLZ主要分布在穹窿中，其在各个微区的分布格局与OLZ不同。　　这些结果表明，OLZ药物的吸收、分布和代谢的速率在大脑的不同微区不同，表明微区对药代动力学有影响。它还证明了所提出的基于AFADESI-MSI 的时空药物代谢组学方法能够同时说明药物及其代谢物在大脑复杂微区域中的水平和空间分布的变化。　　图2 | 脑微区OLZ和其代谢产物2-羟甲基OLZ的时空变化　　3.OLZ 对神经递质类代谢物的的微区调控　　OLZ药物治疗精神分裂的作用机制是阻断多巴胺 D2 受体或血清素 2A 受体调节神经递质类代谢物（NTs）。然而OLZ的微区效应和分子作用机制仍不清楚。因此作者分析了与OLZ生理活动密切相关的NTs的时空变化，包括GABA、Glu、谷氨酰胺 (Gln) 和腺苷。NTs的AUC变化率如图3B1-B7所示。　　GABA（γ-氨基丁酸）是中枢神经中的一种神经递质，可抑制神经中枢。空间代谢组检测结果显示GABA（m/z 104.0706）主要分布在下丘脑中，药物干预后下丘脑的 GABA 受到轻微调节。但同时在梨状皮质和嗅球中观察到药物干预后GABA显著上调。Glu 是中枢神经中的一种主要神经递质，对神经细胞具有兴奋作用。在药物干预后，Glu及其代谢物Gln的时空动态模式在脑部微区中呈现出相对一致的变化趋势。腺苷广泛分布在中枢神经系统中，是大脑中的一种兴奋性和抑制性神经递质，并在脑中不均匀分布。并且在给药3小时后海马和下丘脑中的高水平腺苷显著增加，表明当药物积累时腺苷的上调会更加明显。组胺、乙酰胆碱（Ach）、牛磺酸等神经递质类物质都有各自特征的微区分布，以及在给药后具有上调的趋势。　　上述神经递质类物质的靶向成像分析结果表明，该方法可以检测到与中枢神经药物作用机制相关的大量原型药物及其代谢物和内源性代谢物的空间分布和变化。这对于阐明中枢神经系统药物的作用机制和了解精神分裂症及相关疾病具有重要意义。　　　图3 | 药物对脑内NTs分布和AUC变化率的影响　　4. OLZ 药物干预的微区代谢调控　　组织和器官的内源性代谢变化可以反映药物刺激的效果。为探索药物干预后的微区代谢效应，通过药物代谢组学测试研究了内源性代谢物的分子谱及其动态变化的分布信息。分别在OLZ和生理盐水给药后 50分钟采集每组治疗和对照大鼠的三个脑组织样本进行微区域分析。　　OPLS-DA结果表明，基于正离子模式和负离子模式下脑微区的定量分析，对照组和治疗组分别明显分开。总共筛选和鉴定了 90 种差异内源性代谢物，作为药物作用相关效应物,它们在大脑微区域中发挥了巨大作用。其中81种被MS2鉴定，9 种被同位素模式鉴定。差异代谢物包含了很多种类型的代谢物，包括氨基酸、脂肪酸、甘油磷脂、有机酸、多胺和酰基肉碱。　　经过分析确定了治疗组和对照组之间显著差异的七种代谢途径，包括丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、精氨酸生物合成、嘌呤代谢和柠檬酸循环（TCA循环）。下面对影响较大的丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和甘油磷脂代谢的异常代谢途径进行重点分析。　　图4 | 对照组和治疗组中鉴定的差异代谢物的层次聚类分析 (HCA)　　4.1 丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢紊乱　　异常的Glu-Gln循环在精神分裂症的病理生理过程中起重要作用。丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径代谢物在老鼠脑的时空分布如图5所示。柠檬酸在大脑大部分微区分布均匀；与对照组相比，表达显著提高，结果提示药物干预加速了TCA循环的代谢，为机体提供了更多能量。Glu也均匀分布在各个微区，药物干预后呈下调趋势。它的代谢物Gln 和 GABA，主要在下丘脑和的多个微区中上调。　　根据通路分析和代谢谷氨酸脱羧酶（GAD）酶反应，推测OLZ直接激活GAD促进GABA合成。GABA可增加糖酵解中己糖激酶的活性，从而加速葡萄糖的代谢。空间分布结果表明葡萄糖分布在大脑的所有微区，但给药后主要分布在梨状皮质和嗅球中，给药后20分钟血糖水平显著升高。　　图5 | 丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径代谢物的时空分布　　4.2.甘油磷脂代谢途径的紊乱　　甘油磷脂有助于控制肝脏脂质代谢，促进记忆力，增强免疫力，延缓衰老。甘油磷脂代谢途径代谢物的时空分布如图6。这项研究的结果表明，在给药后，大多数脂质在大多数微区域中显示出上调。OLZ在临床应用中具有代谢副作用，如体重增加、血脂异常、高甘油三酯血症和胰岛素抵抗。实验结果证明，脂质代谢的上调可能导致OLZ治疗期间的副作用。　　图6 | 甘油磷脂代谢途径代谢物的时空分布　　相关讨论　　作者开发的时空药物代谢组学方法，使用质谱成像技术MSI来表征大脑中枢神经药物的药代动力学和药效学。结果表明，该方法可有效识别与药物作用相关的内源性分子效应物。评估OLZ药物对脑组织的微区域效应，并证明其穿过血脑屏障后的微区域药代动力学和药效学方面的有效性。该方法清楚地展示了原型药物及其代谢物 2-羟甲基OLZ在大鼠大脑不同微区的药代动力学。也在脑部微区现一些神经递质类物质和其它小分子极性代谢物，并显示出与药物干预相关的多种代谢途径。发现天冬氨酸、谷氨酸和甘油磷脂代谢途径的调节可能与 OLZ 临床使用观察到的治疗和不良反应有关，为了解其作用的分子机制提供了关键信息。　　小鹿　　与基于LC-MS的常规药物代谢组学分析手段相比，基于AFADESI-MSI的时空药物代谢组学技术具有同时检测内源性和外源性物质的静态水平变化，并提供大脑不同微区的动态时间依赖性趋势和空间分布信息的优势，能够非常准确地呈现原位和微区域分子变化规律。在此基础上将药代动力学和药效学与代谢途径相关联，有利于获得关键信息，从而更深入地了解药物作用的分子机制。基于AFADESI-MSI 的时空药物代谢组学技术不仅是阐述中枢神经系统药物的原位药代动力学和药效学全面有效的工具，也可为脑组织内源性代谢物的变化以及其它动物组织的原位代谢研究提供重要信息。　　该研究工作，药物所2017级硕士研究生刘丹为作者，贺玖明研究员为独立通讯作者。工作得到国家自然科学基金和医科院创新工程项目的资金资助。

8日，记者从中国科学技术大学获悉，该校李晓光教授团队在前期研究基础上，基于对铁电畴形态和翻转动力学的设计，在铁电量子隧道结中实现了亚纳秒电脉冲下电导态可非易失连续调控的类脑突触器件，可用于构建人工神经网络类脑计算系统。研究成果日前表于《自然通讯》杂志上。　　以神经网络为代表的类脑人工智能技术正深刻影响人类社会。但目前运行神经网络计算的硬件系统依然基于传统硅基运算器与存储器，能效远低于人脑。研发具有神经形态模拟功能的类脑器件，如神经网络硬件系统的核心器件——电子突触，是进一步推进人工智能发展的重要途径之一。为执行复杂的人工智能任务，神经网络硬件系统对电子突触器件提出了诸多苛刻要求，然而，已报道的类脑突触器件无法全面满足相关的指标要求。　　李晓光教授团队制备了高质量的铁电隧道结，通过PZT（压电陶瓷驱动器）超薄厚度和取向的设计，获得了更小的铁电畴和更连续的翻转动力学行为，更丰富的铁电多畴亚稳态利于类脑突触器件中多态的可控调节。该器件表现出优异的综合性能：其8比特线性电导调控和高耐久性，满足类脑突触器件的核心性能指标要求。基于该器件性能仿真构建的神经网络具有高图像识别率，即使在图片中引入椒盐噪声或高斯噪声，其识别图片的准确率仍然大于85%。此外，该器件具有亚纳秒超快操作速度，而且其能耗低至飞焦级。研究人员经过推算表明，该铁电隧道结构建的神经网络计算系统，有可能实现相当于人脑的优秀能效，而人脑神经元突触单次脉冲能耗约10飞焦。人脑突触响应速度约亚毫秒，其响应速度也比人脑突触快6个量级，堪称媲美人脑突触的能效表现。　　这一研究成果展现了铁电隧道结在构建未来高性能类脑人工智能计算硬件系统方面的重要潜力。

p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "摘 要:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "质谱法不仅经常被用于血液和尿液样本中脂质的研究，同时也可用于以实验动物器官为样本的脂质研究。近年来，将匀浆样本的多变量分析结果与待测样本组织切片空间分布研究结果相结合的方式，有望加速有关疾病机理阐释或新药研发方面的研究工作。 因此，本应用实例对2,2’-偶氮(2-氨基丙烷)双盐酸盐(AAPH)给药后，非酒精性脂肪肝(NAFLD)模型小鼠脂质成span style="text-indent: 2em "分的变化进行研究。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1 研究背景/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "肝细胞癌通常由肝炎病毒引起，但也可能由酒精性肝炎引起。然而，由于代谢综合征病例的增加，与酒精无关的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的发病率也有增加。因此，目前正在进行各种各样的相关研究。以往的研究表明，非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的出现或其发展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的进程与氧化应激之间存在很强的相关性。然而，这一机制的细节和诱发、影响因素尚不清楚。近年来, 动物实验结果表明2,2’-偶氮(2-氨基丙烷)双盐酸盐(AAPH)给药可以抑制脂肪在肝脏的过度积累1)。为了阐明其作用机制，可使用多种类型的质谱仪对同一样本进行分析，充分利用不同类型质谱提供的数据信息。本文描述了对AAPH 给药后NAFLD 模型小鼠研究的实例。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/5915422f-fd59-4161-8be6-0d165758d8f2.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center "图1 实验动物准备/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "2. 实验材料及方法/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "以NAFLD 模型小鼠为实验动物， AAPH 单剂量(90mg/kg)给药24 小时后取肝脏进行实验。肝脏匀浆样本用于LCMS 分析，制备10μm 厚肝脏冰冻组织切片用于成像质谱分析。将给予磷酸盐缓冲液(PBS)的模型小鼠肝脏作为对照样本(图1)。成像质谱分析的流程图如图2 所示。使用冷冻切片机制备10μm 厚的老鼠肝脏组织切片(I)，将切片放置于ITO 导电载玻片表面(II)，在组织切片表面涂敷基质辅助电离(III)，获取成像质谱分析数据(IV)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e65e6c2a-746e-4a29-9027-5c007baf8713.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图2 成像质谱分析流程/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "3. 使用LCMS 数据进行验证/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "取模型小鼠肝脏，匀浆后由LCMS进行分析，对脂质成分进行检测。实验条件如表1所示。/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center "表1 LCMS实验条件/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/452b470c-8f24-4e51-a583-8212f9502448.jpg" title="3.png" alt="3.png"//pp style="text-align: center "图3 LCMS-IT-TOF/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "图3 显示实验数据进行统计学分析的结果。对AAPH给药组与对照组进行比较，多种脂质成分存在差异。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "表2 总结了出现特征变化的不同脂质成分。/pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "表2 AAPH 给药后发生变化的脂质组分/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8039b671-0c06-454f-90ef-c37c83bf5af0.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "根据分析结果，通过对比给药组与对照组肝脏匀浆检测数据的统计学分析结果，可以鉴别给药后发生变化的组分。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 294px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/2817dda4-851e-4ea4-bd22-9c96d9047c8d.jpg" title="5.png" alt="5.png" width="600" height="294" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图3 统计学分析结果/pp style="text-align: center "(A) PCA score plot, (B) PCA loading plot, (C) OPLD-DA score plot, (D) OPLS-DA S-plot/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "4. 使用成像质谱进行脂类成分的可视化分析/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "表3显示了iMScope成像质量显微镜的分析条件。成像质谱分析的实验结果如图5所示。相邻切片的HE染色结果如图4所示。使用正离子模式分析组织切片，成功获得表2中在LCMS分析结果中出现变化脂质成分的质谱图像，如图5中虚线框选的质谱图像。此外，还获得了在采集范围内其他具有类似特征分布的脂质成分的质谱图像。成像质谱技术的主要优点之一是通过一次分析在同样的分析条件下，可以同时提供多个不同质荷比化合物的空间分布信息。这一特点使无标记成像质谱分析成为可能。本应用实例中，部分脂质成分可以根据iMScope的检测数据并参考相关文献得到鉴别2),3)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/173cb788-d8f8-4c66-96e4-e859095877ee.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-align: center "图4 连续切片的HE染色结果/pp style="text-align: center "表3 iMScope成像质谱实验条件/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/1067befb-7acb-4e1d-881c-9c868b4db0b5.jpg" title="7.png" alt="7.png"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 350px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/34ee0d51-4b7a-4519-832b-051e09819ef2.jpg" title="8.png" width="600" height="350" border="0" vspace="0" alt="8.png"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 186px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/ee38d58c-510f-4865-9a5d-d1c0a79298d1.jpg" title="9.png" width="600" height="186" border="0" vspace="0" alt="9.png"//pp style="text-align: center "图5 iMScope 质谱成像分析结果/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "5. 小 结/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "本文展示了AAPH 给药后发生变化的脂质成分在模型小鼠肝脏切片上的空间分布结果。在新药研发或临床应用相关的基础医学研究领域中，必须建立可以针对给定研究目标及样本特点进行优化的实验体系。因此，多种类型的质谱仪被广泛使用。此外，如本文所述，利用新型质谱仪进行多层面分析也有望发现新的信息，并提高研究效率。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "6. 参考文献/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1) Free. Radic. Res, 38: 375–84 (2004)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "2) Anal. Chem. 80(23): 9105–14 (2008)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3) Anal. Chem. 84(4): 2048–54 (2012)/ppbr//p

陈良怡团队合作揭示小鼠偏好“喜新厌旧”的神经元集合和孤独症小鼠的缺陷社交行为是个人和人类社会生存和发展的基础。有关大脑通过何种方式编码社交行为信息这一科学问题，目前尚无确切答案。此外，孤独症、抑郁症、精神分裂症、社交恐惧症或创伤后应激障碍（PTSD）等患者，均存在显著社交识别或互动障碍，给家庭、社会和国家带来诸多问题和负担，当前仍缺乏行之有效的干预手段或治疗方法，原因之一在于对大脑处理和编码社交行为信息的神经机制知之甚少。既往研究表明，大脑内侧前额叶皮层（mPFC）在社交探索、社交恐惧和社会竞争等方面均发挥重要调控功能[1-4]。当小鼠进行社交探索行为时，mPFC脑区前边缘皮质（PrL）内部分兴奋性锥体神经元活动会显著增强[5, 6]，mPFC神经元集群在处理不同社交对象信息时，其活动表现出较强的异质性[7, 8]，而且mPFC脑区内抑制性GABA能中间神经元也同社交行为密切相关[1, 4, 9]，然而，由于缺乏在体单细胞分辨率水平、实时动态可视化的神经编码研究方法，这些不同亚型神经元集群是如何编码特定社交对象信息的尚不明了。北京大学未来技术学院分子医学研究所、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心、生物膜国家重点实验室陈良怡实验室，联合军事医学研究院吴海涛实验室以及北京大学工学院张珏实验室，在Science Advances杂志发表了题为“Encoding of social novelty by sparse GABAergic neural ensembles in the prelimbic cortex”的研究论文，解析了孤独症小鼠“喜新不厌旧”社交缺陷下的神经编码机制。在陈良怡实验室和程和平院士团队联合开发两代高时空分辨率的微型化双光子显微成像系统基础上[10, 11]，通过建立改进型小鼠两箱社交行为学研究范式，利用MeCP2转基因孤独症小鼠模型和细胞亚型特异性Cre小鼠，借助微型化双光子显微镜钙成像技术，结合基于Tet-off系统的细胞特异性化学遗传学操控技术、CRISPR-Cas9介导的基因编辑和功能挽救等前沿技术，系统探讨了正常和孤独症小鼠模型不同社交行为过程中，PrL脑区内不同亚型神经元集群编码特定社交信息的模式差异。首先，借助微型化双光子钙成像技术，研究人员发现在小鼠自由社交活动过程中，PrL脑区内抑制性中间神经元较之于兴奋性锥体神经元具有更强的相关性。数学分析揭示其中存在稀疏分布的“社交特异”神经元，与之前研究的“社交相关”神经元不同，它们特异性地参与了同“陌生”或“熟悉”老鼠的社交行为。通过化学遗传学技术，特异性抑制社交行为过程中被激活的这些抑制性中间神经元亚群，能够显著破坏小鼠社交偏好及社交新颖性行为。提示PrL脑区内这群稀疏分布的中间神经元集群在调控小鼠社交偏好性以及“喜新厌旧”行为模式中，扮演着极为关键的角色。进一步，研究人员在进行小鼠两箱社交行为学观察时发现，MeCP2转基因孤独症小鼠社交偏好性并无显著缺陷，但会丧失典型的“喜新厌旧”样社交新颖性行为。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，在MeCP2转基因孤独症小鼠PrL脑区中间神经元内特异性剔除外源性MeCP2转基因后，可显著挽救孤独症小鼠“喜新厌旧”样社交缺陷表型。表明PrL脑区抑制性中间神经元内过表达MeCP2转基因可能是诱发孤独症小鼠产生社交新颖性行为缺陷的罪魁祸首。最后，通过系统分析野生型和MeCP2转基因孤独症小鼠模型PrL皮层内编码“陌生”和“熟悉”社交对象信息、且稀疏分布的抑制性中间神经元钙信号动力学特征，研究人员发现，当野生型小鼠分别与“陌生”或“熟悉“小鼠发生社交时，其PrL皮层中编码相关社交对象特异性神经元的发放概率、钙信号变化幅度以及达峰时间均存在显著差别。这两群细胞通过“跷跷板”式的协同增强效应，帮助小鼠确定面对不同类型对象采取不同的社交策略。而孤独症小鼠PrL脑区内相关神经元集群均明显异常，总体表现为“陌生”或“熟悉”社交对象引起社交特异神经元间反应差异消失，从而无法区分“陌生”和“熟悉”不同社交对象之间的差别，最终导致社交新颖性行为缺陷。综上，该研究工作发现在小鼠前额叶皮层内存在一群稀疏分布的中间神经元集群，分别负责编码社交行为中的“熟悉”和“陌生”社交对象信息，这些稀疏分布的神经集群在调控小鼠社交行为，尤其是社交新颖性行为中发挥着重要作用，揭示了个体在面对不同类型对象进行社交行为时的神经编码机制。该研究为深入理解孤独症等神经精神疾病患者社交行为缺陷的神经机制，探索精准靶向诊疗新策略提供了新的证据和线索。PI简历陈良怡北京大学未来技术学院学院教授北大-清华生命科学联合中心PI邮箱：lychen@pku.edu.cn实验室主页：http://www.cls.edu.cn/PrincipalInvestigator/pi/index5489.shtml研究领域：我们发展自驱动的活细胞智能超分辨率成像技术，并应用这些技术来研究生物医学重要问题。目前一方面的工作主要集中在引入物理光学中新成像原理、数学和信息学科中的图像重建新方法等，致力于发展可以在活细胞中实现两种以上模态光学信号探测的三维超分辨率成像的通用工具，实现同一活细胞样本上长时间、超分辨率、三维成像特定生物分子（荧光）和主要细胞器（无标记）。建立基于深度学习等手段Petabyte级的图像数据的高速处理以及分割手段，自动化、定量化描述活细胞内不同蛋白等分子以及细胞器的形状、位置以及相互作用等参数，找到新的细胞器并定义它们生化特性，最终目标是建立单细胞细胞器互作组学以及活细胞超分辨率病理学的概念，利用成像来揭示细胞内的异质性动态变化以及如代谢类疾病的发生发展机制。另一方面，我们也应用发展的高时空分辨率生物医学成像的可视化手段，系统研究血糖调控紊乱激素分泌在活体组织、细胞水平以及分子代谢水平的关系。参考文献：1.Xu, H., et al., A Disinhibitory Microcircuit Mediates Conditioned Social Fear in the Prefrontal Cortex. Neuron, 2019. 102(3): p. 668-682 e5.2.Kingsbury, L., et al., Cortical Representations of Conspecific Sex Shape Social Behavior. Neuron, 2020.3.Báez-Mendoza, R., et al., Social agent identity cells in the prefrontal cortex of interacting groups of primates. Science, 2021. 374(6566): p. eabb4149.4.Zhang, C., et al., Dynamics of a disinhibitory prefrontal microcircuit in controlling social competition. Neuron, 2021.5.Murugan, M., et al., Combined Social and Spatial Coding in a Descending Projection from the Prefrontal Cortex. Cell, 2017. 171(7): p. 1663-1677 e16.6.Liang, B., et al., Distinct and Dynamic ON and OFF Neural Ensembles in the Prefrontal Cortex Code Social Exploration. Neuron, 2018. 100(3): p. 700-714 e9.7.Pinto, L. and Y. Dan, Cell-Type-Specific Activity in Prefrontal Cortex during Goal-Directed Behavior. Neuron, 2015. 87(2): p. 437-50.8.Rigotti, M., et al., The importance of mixed selectivity in complex cognitive tasks. Nature, 2013. 497(7451): p. 585-90.9.Cao, W., et al., Gamma Oscillation Dysfunction in mPFC Leads to Social Deficits in Neuroligin 3 R451C Knockin Mice. Neuron, 2018. 97(6): p. 1253-1260.e7.10.Zong, W., et al., Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging. Nat Methods, 2021. 18(1): p. 46-49.11.Zong, W., et al., Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice. Nat Methods, 2017. 14(7): p. 713-719.

正月十五The Lantern Festival元宵节元宵节，又称上元节、小正月、元夕或灯节，为每年农历正月十五日，是中国的传统节日之一。正月是农历的元月，古人称“夜”为“宵”，正月十五日是一年中第一个月圆之夜，所以称正月十五为“元宵节”。节日由来元宵在早期节庆形成过程之时，只称正月十五、正月半或月望，隋以后称元夕或元夜。唐初受了道教的影响，又称上元，唐末才偶称元宵。但自宋以后也称灯夕。到了清朝，就另称灯节。在国外，元宵也以The Lantern Festival而为人所知。民间习俗吃元宵汤圆“北方吃元宵，南方吃汤圆”，元宵与汤圆虽然都是“团团圆圆”的含义，但却有很多不同之处，比如它们的“出生时代”、做法、外观等都有不同。元宵出现在西汉时期，而汤圆出现在宋代。做法上，元宵是由糯米粉滚制，以甜味为主，它们个头大，形状不规则，外表干燥松软 汤圆则是由糯米面皮包制，甜咸荤素样样有，表皮光滑粘糯，没有浮粉。闹花灯元宵节民间有挂灯、打灯、观灯等习俗，故也称灯节。太原一带，太谷县的灯是很有名气，在正月十五晚上，街头巷尾，红灯高挂，有宫灯，兽头灯，走马灯，花卉灯，鸟禽灯等等，吸引着观灯的群众。猜灯谜猜灯谜又称打灯谜，是中国独有的富有民族风格的一种传统民俗文娱活动形式，是从古代就开始流传的元宵节特色活动。每逢农历正月十五，传统民间都要挂起彩灯，燃放焰火，后来有好事者把谜语写在纸条上，贴在五光十色的彩灯上供人猜。舞狮子舞狮子是中国优秀的民间艺术，每逢元宵佳节或集会庆典，民间都以狮舞前来助兴。“舞狮子”始于魏晋，盛于唐，又称“狮子舞”、“太平乐”，一般由三人完成，二人装扮成狮子，一人充当狮头，一人充当狮身和后脚，另一人当引狮人，舞法上又有文武之分，文舞表现狮子的温驯，有抖毛、打滚等动作，武狮表现狮子的凶猛，有腾跃、蹬高、滚彩球等动作。划旱船划旱船，民间传说是为了纪念治水有功的大禹的。旱船不是真船，多用两片薄板，锯成船形，以竹木扎成，再蒙以彩布，套系在姑娘的腰间，如同坐于船中一样，手里拿着桨，做划行的姿势，一面跑，一面唱些地方小调，边歌边舞，这就是划旱船了。祭门祭户古代有“七祭”，这是其中的两种。祭祀的方法是，把杨树枝插在门户上方，在盛有豆粥的碗里插上一双筷子，或者直接将酒肉放在门前。逐鼠逐鼠是一项元宵节期间的传统民俗活动，始于魏晋时期。主要是对养蚕人家所说的。因为老鼠常在夜里把蚕大片大片地吃掉，人们传说正月十五用米粥喂老鼠，它就可以不吃蚕了。送孩儿灯简称“送灯”，也称“送花灯”等，即在元宵节前，娘家送花灯给新嫁女儿家，或一般亲友送给新婚不育之家，以求添丁吉兆，因为“灯”与“丁”谐音。迎紫姑紫姑也叫戚姑，北方多称厕姑、坑三姑。古代民间习俗正月十五要迎厕神紫姑而祭，占卜蚕桑，并占众事。走百病“走百病”，也叫游百病，散百病，烤百病，走桥等，是一种消灾祈健康的活动。元宵节夜妇女相约出游，结伴而行，见桥必过，认为这样能祛病延年。走百病是明清以来北方的风俗，有的在十五日，但多在十六日进行。这天妇女们穿着节日盛装，成群结队走出家门，走桥渡危，登城，摸钉求子，直到夜半，始归。

韩国研究团队开发出一种新方法，可使用磁共振成像（MRI）在毫秒级时间尺度上，非侵入性地跟踪大脑信号的传播。这项发表于《科学》杂志的最新研究有望给了解大脑带来革命性突破。依赖血氧水平的功能磁共振成像（fMRI）用于获取活人的大脑图像。这项技术并不是直接观察神经元活动，而是通过一项指标追踪大脑中血流的变化，即血氧水平依赖效应。在实践中，通常在几秒钟内，依赖血氧水平的fMRI会随着时间的推移产生多幅图像。在这项新研究中，研究人员没有用到任何全新的仪器设备，而只是修改了磁共振脑部扫描的方式。这项新技术名为神经元活动直接成像（DIANA），其工作原理是对传统的MRI机器进行改造，以更快的速度，在毫秒级别生成一系列局部图像。这一速度相当于思维的速度，神经信号传递在毫秒级别，整个认知、决策等活动只需要0.1秒。然后，研究人员将这些局部图像拼接在一起，以获得每个时间点的大脑横截面的完整视图。为了看看他们是否可以通过这种方法识别大脑活动的任何信号，研究人员将麻醉的老鼠放入MRI扫描仪中，然后用电流轻轻敲击其面部的胡须垫。他们发现，在电击后25毫秒左右，他们的技术产生的图像在体感皮层（感知胡须刺激的小鼠大脑部分）中记录了某种信号。进一步探索发现，DIANA信号实际上随着时间的推移而移动。它在敲击胡须垫后大约10毫秒出现在称为丘脑的大脑区域，在大约25毫秒时移动到体感皮层的一个部分，然后在几毫秒后在体感皮层的另一部分出现。通过使用电生理学和光遗传学等侵入性技术对同一大脑区域进行测量，研究小组表明，DIANA信号实际上是在追踪神经元活动对胡须刺激的反应。到目前为止，这项新技术只在小鼠身上进行了测试，但研究人员已经将其称为“游戏规则的改变者”，这表明它可能会改变科学家研究大脑的方式，并可能导致对大脑工作原理的新理解。

科技日报北京10月19日电 （实习记者张佳欣）韩国研究团队开发出一种新方法，可使用磁共振成像（MRI）在毫秒级时间尺度上，非侵入性地跟踪大脑信号的传播。这项发表于《科学》杂志的最新研究有望给了解大脑带来革命性突破。依赖血氧水平的功能磁共振成像（fMRI）用于获取活人的大脑图像。这项技术并不是直接观察神经元活动，而是通过一项指标追踪大脑中血流的变化，即血氧水平依赖效应。在实践中，通常在几秒钟内，依赖血氧水平的fMRI会随着时间的推移产生多幅图像。在这项新研究中，研究人员没有用到任何全新的仪器设备，而只是修改了磁共振脑部扫描的方式。这项新技术名为神经元活动直接成像（DIANA），其工作原理是对传统的MRI机器进行改造，以更快的速度，在毫秒级别生成一系列局部图像。这一速度相当于思维的速度，神经信号传递在毫秒级别，整个认知、决策等活动只需要0.1秒。然后，研究人员将这些局部图像拼接在一起，以获得每个时间点的大脑横截面的完整视图。为了看看他们是否可以通过这种方法识别大脑活动的任何信号，研究人员将麻醉的老鼠放入MRI扫描仪中，然后用电流轻轻敲击其面部的胡须垫。他们发现，在电击后25毫秒左右，他们的技术产生的图像在体感皮层（感知胡须刺激的小鼠大脑部分）中记录了某种信号。进一步探索发现，DIANA信号实际上随着时间的推移而移动。它在敲击胡须垫后大约10毫秒出现在称为丘脑的大脑区域，在大约25毫秒时移动到体感皮层的一个部分，然后在几毫秒后在体感皮层的另一部分出现。通过使用电生理学和光遗传学等侵入性技术对同一大脑区域进行测量，研究小组表明，DIANA信号实际上是在追踪神经元活动对胡须刺激的反应。到目前为止，这项新技术只在小鼠身上进行了测试，但研究人员已经将其称为“游戏规则的改变者”，这表明它可能会改变科学家研究大脑的方式，并可能导致对大脑工作原理的新理解。

p　　据英国剑桥大学官网16日消息，该校首次在实验室制造出了人类原发性肝癌的“迷你”生物学模型。研究人员表示，这个微型肿瘤模型可用来筛查肝癌新药、减少实验用动物的数量，甚至在未来用于为肝癌病患制定个性化疗法。研究发表于最新一期《自然· 医学》杂志。/pp　　原发性肝癌是全球第二致命的癌症。为了更好地理解其发病原理并制定疗法，需要在实验室培育病理模型，以精确模拟肿瘤在病人身上的表现。以前，科学家使用细胞培养物，但它们很难维持，也无法重现人类肿瘤的3D结构和组织架构。/pp　　在最新研究中，科学家从8名病人身上获得肿瘤细胞，将其放在特殊营养液中培养，得到了直径为0.5毫米的“肿瘤类器官”，能模拟最常见的三种原发性肝癌。/pp　　随后，他们使用这种肿瘤类器官测试了29种药物的药效，发现一种蛋白质抑制剂可抑制ERK蛋白(它出现于两种“肿瘤类器官”上)的活性，表明这种药物可能是肝癌化疗的优选药物之一。他们还将这两种肿瘤类器官植入老鼠体内，并用该药物进行治疗，结果发现，服药老鼠体内的肿瘤发育显著下降，表明这种蛋白酶抑制剂能明显抑制小鼠肿瘤生长。/pp　　此外，该肿瘤类器官能保留原初人类肿瘤的基因表达模式和组织结构，且三种来自不同肿瘤组织的不同类型肿瘤类器官，即便长时间在一个培养皿中培养，也能加以区分，因此，该研究有望在为病人研发个性化疗法方面发挥重要作用。/pp　　研究负责人梅里特克塞尔· 胡赫说：“我们以前曾利用健康的肝脏器官制造类器官，但制造出肝脏肿瘤类器官是癌症研究领域的关键一步。这将让我们更好地理解肝癌的生物学特性，并最终为病人研制出个性化疗法，也能减少对实验动物的需求。尽管许多研究仍需动物实验验证，但新模型使癌症生物学家有了更多选择。”/p

人脑中错综复杂的神经元网络，就如同地球上密布的道路网，如今人们借助遥感卫星分辨地球上的路网容易多了，但要绘制“脑地图”，似乎远比发射几颗遥感卫星困难许多。近日，华中科技大学的专家，正着手解决这一问题，他们开始研发高分辨全脑神经元网络的可视化仪器。　　该校骆清铭教授领导的团队经过8年的攻关，在国际上率先建立了可对厘米大小样本进行突起水平精细结构三维成像、具有自主知识产权的显微光学切片断层成像系统(MOST)，该研究成果曾发表于《科学》(Science)期刊上。MOST技术相对于传统成像技术优势明显，创造出迄今为止最精细的小鼠全脑神经元三维连接图谱，为实现全脑网络可视化创造了必要条件。此研究成果将在脑结构、脑功能、脑疾病，以及药物作用效果等研究中发挥非常重要的作用。　　骆清铭介绍说，通过MOST技术将会更全面深入地了解大脑结构和功能，为治愈多种神经性疾病提供重要的手段。该成果曾入选“2011年度中国十大科学进展”。

全脑显微光学成像：介观水平绘制全脑精细结构地图的有力工具Whole-brain Optical Imaging: A Powerful Tool for Precise Brain Mapping at the Mesoscopic Level江涛1 &bull 龚辉1,2 &bull 袁菁1,21华中科技大学苏州脑空间信息研究院，苏州215000，中国2华中科技大学武汉光电国家研究中心，武汉430074，中国第一作者：江涛通讯作者：袁菁 大脑是生命进化的顶峰，破译大脑工作机理是人类的终极梦想，但迄今为止，科学家们还未能揭示出记忆、思维和意识这些大脑功能的基本机制。由于对大脑结构和功能的了解有限，也导致治疗如阿尔茨海默病和帕金森病等脑疾病的有效药物和方法的缺乏。哺乳动物的大脑是一个高度复杂的网络，由数百万到数十亿个密集的相互连接的神经元组成，同时神经元的胞体、小动脉和小静脉的直径仅为几十微米，毛细血管的直径仅为几微米，而树突和轴突纤维的直径则在1微米及以下。在介观尺度绘制全脑范围神经环路、血管网络的三维精细结构可以为理解大脑提供重要的结构信息，是阐明脑功能运行机理的一个重要前提。 近年来，在介观尺度绘制脑联接图谱，定义细胞种类及其排布规律，以理解脑功能的结构基础，助力人工智能、组织再生工程等新兴学科的发展，已成为生命科学的重要前沿方向之一。绘制脑图谱涉及在介观尺度进行特异性标记、全脑显微光学成像、大数据处理及生物学解读，其中全脑显微光学成像扮演了不可或缺的重要角色，负责以亚细胞分辨率获取全脑三维精细结构，为绘制脑图谱提供数据基础，所采集图像的质量与完整度，直接影响到后续相关数据挖掘的难易程度。显微光学成像方法具有亚微米的横向分辨率及"光学切片"的层析成像能力，在介观水平观察神经环路结构具有天然优势。通过结合组织光透明技术或组织切片技术（图1）来克服组织散射和吸收对于光学成像深度的限制，可以实现细胞分辨的全脑显微光学成像。各类全脑显微光学成像技术的快速发展带来了前所未有的大规模精细数据，在全脑细胞、神经环路和血管的定量分析方面显示出巨大的应用潜力，推动了神经解剖学的复兴。 图1 全脑显微光学成像的技术路径。A 光片照明显微成像与组织光透明处理结合实现全脑成像。B 各类块表面层析成像与组织切片结合实现全脑成像 图2 全脑显微光学成像结果展示。A MOsPlxnD1+单级输入神经元的小鼠全脑三维水平面渲染图。B、C 6个AAV-GFP标记（prelimbic area）神经元形态重建结果的水平面和矢状面展示图。D 100μm厚小鼠血管冠状面图像的最小值投影图。D、E 海马局部血管的三维可视化结果。 全文总结目前，各类特异性标记、全脑显微光学成像和信息学工具的无缝整合已经开始产生统计学上的有力结论，改变人类对脑神经联接关系的认识和理解。全脑显微光学成像方法的持续发展将为破译结构-功能关系、理解复杂的大脑功能和人类大脑疾病提供关键信息。文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-023-01112-y

pstrong　　专家的心塞：老鼠没处买，报账很为难/strong/pp　　“以前，科研人员报账‘像孙子一样’困难。“重庆市中医院风湿科主任吴斌感慨说，“我们一直盼望着能为一线的科研人员松绑，过去的管理实在是太机械了。”/pp　　吴斌于2005～2007年在复旦大学从事中西医结合博士后工作，此后在上海华山医院工作了4年，2011年年底作为人才引进回家乡重庆。在从事临床医疗工作的同时，开展自己的科学研究，已发表SCI论文9篇，中文论文100余篇。/pp　　吴斌之所以感慨报账“像孙子一样”，是因为在科研经费的使用和报销方面有不少“挠头”的时候。/pp　　不久前，他在做“基于‘肾为先天之本’理论防治红斑狼疮及甲基化遗传机制研究”的课题时，需要进行动物实验。和众多类似研究一样，他需要用到老鼠。/pp　　项目申报时，他按照市场上的一般售价申报了所需老鼠的价格，获得了批准，这意味着，他需要按申报的价格去购买老鼠，再完成研究。/pp　　此前，南京大学动物中心有售吴斌所需要的那种老鼠，大约250元/只。可是，等他签字完成相关的手续，着手做这项科研，打电话去求购老鼠时，才知道该中心当时正好没有这种老鼠了。/pp　　更让他绝望的是，尽管尽力打听，也没有听说哪里有这种老鼠出售。/pp　　没有老鼠，就无法完成这项研究——除非作假。/pp　　“病急乱投医”的吴斌找到北京维通利华实验动物技术有限公司，委托其联系老鼠，可是，将各种费用全部加在一起，折合出的价格在3000元/只左右。/pp　　这是他完全无法接受的价格。“把我这个课题的全部经费拿来买老鼠都不够 而且，要是真把全部费用用来买老鼠，报账时肯定过不了关。”/pp　　没有办法，他只能改弦易辙，换模型，调整计划，更换老鼠的种类。/pp　　他在上海斯莱克实验动物有限公司买了另外一种老鼠。为节约经费，他只买孕鼠，1200元/只，然后自己繁殖老鼠，千方百计让购买老鼠的费用不要超出自己当初写下的预算。“完全没想到这个预算整出这么多麻烦来。”/pp　　可是，新老鼠的繁殖率却很低，一只老鼠最多生6只，有时候还流产，平均一次生育只能得到3只老鼠。/pp　　按照此前的规定，按照相关的规定购买科研所需的老鼠后，应该进入单位的“库”，需要时，再从库里领出来。可是，老鼠还需要繁殖，显然无法入库。而在报销时，财务人员就会按规定询问，“你用的这些老鼠入库了没有?”/pp　　对方依规行事并没有错，却让吴斌很苦恼。更让他抓狂的是，喂养和繁殖老鼠尽管比购买节约很多，仍需要一些经费，怎么报账?/pp　　最初，他无法预见到这笔开支，自然不会有相关的经费预算。这意味着，这笔意外的经费已属“违规”。经过很多繁琐的过程和步骤，最终，作为实验材料的老鼠只能按照测试实验加工费去报账。/pp　　类似的事情，让吴斌期望能适度修正科研经费管理规定。“科研过程中发生的情况是无法预见的，要根据实际情况随时调整。报销经费时如果过于刚性地执行项目申报时编制的预算，就会出现问题。”/pp　　很多细化的管理规定，单纯从政策设计者的初衷来说，是非常必要而且合理的，但是，在实际的操作过程中，有些管得过死的规定，会让科研人员无所适从。/pp　　比如，吴斌的一个项目需要用到Sigma的试剂，但财务系统对代理公司的资质是有要求的，也就是说，吴斌可以选择的公司是有限定的。可是，正好这些公司没有代理该种试剂。而他们只需要三五个试剂盒，为此组织一次招标，时间、精力都很不划算。/pp　　再比如，研究中常需要用到移液枪头，为了实验更准确，他希望选购的是进口移液枪，可是，指定公司的枪头却只有国产的，导致移液枪与枪头不匹配。因此，他只能要么放弃对准确度的要求，要么走很多繁琐的程序和步骤去申请进口枪头。/pp　　“幸运的是，‘七条新政’对此进行了放权，这是一线科研人员非常欢迎的好政策。对我来说，最大的好处在于不用再花精力做预算了。”他说，之前做预算，涉及到相关的材料，每一项材料都需要提供3家公司的报价，这既耗时间，又冒风险：真正做科研的时候，价格可能又会变。“面对变化着的市场价格，要求编制预算就成了形式。”/ppstrong　　“处理财务，占了一半的精力”/strong/pp　　上海中医药大学中药学博士徐冲2011年毕业后，来到重庆中医院药剂科，主要从事医院制剂的研发。工作5年来，他已在SCI所收录的期刊上发表了5篇论文，在CSCD收录期刊上发表6篇。/pp　　他所在科室是医院从事科研的“主力部队”，性格沉稳的徐冲经手了科室很多项目的财务工作——为自己和同事报账。这个人人唯恐避之不及的“差事”让徐冲很快陷入苦恼。/pp　　“处理财务上的事情，占了我近50%的精力。”他感叹到，因为经常要花很多时间去找各级领导签字，时常是对方临时有事不在“白跑一趟”，非常无奈。“我们有时自嘲，专业上的长进不大，却成了半个专业的财会人员。”/pp　　“寻领导不遇”尚可以通过多跑腿来弥补，科研中，有的不合规的经费难于报销，会产生更多烦恼。/pp　　徐冲负责了重庆市科委基础科学与前沿技术研究项目“三峡民族民间‘还阳药’凹叶景天抗肿瘤活性和药效物质基础研究”，该项研究需要民间“还阳药”凹叶景天，当时没能通过常规渠道买到。/pp　　这种土家族药用植物大多生长于海拔600～1800米处山坡阴湿处，因为民族药物应用范围较窄，多为野生，于是，他需要雇人去山里采，花费的两三千元只能先由自己垫付。/pp　　严格地说，这种采集草药的人工费用是不能报销的。可确实属于研究的客观需要，他不得不进行“处理”。具体什么办法?“你懂的”。/pp　　介入了10多项科研项目之后，经手了多个结题前财务结算的“历练”，让他“初步成长为一名合格的财务人员”。/pp　　有一次，徐冲所在科室做一个医院制剂，一个方子有20多味药，实验中发现，过多的药味造成提取过程产生复杂的化学变化，同时，成分的叠加对指标成分的干扰很大，药效物质的色谱优化及含量测定需要反复进行实验。/pp　　每做一次实验，就会消耗一批药材。最后，材料费就超了，预算5万元，实际用了6万元，只能用其他的费用来“冲抵”。/pp　　“七条新政”出台后，让徐冲很是高兴，“不用再找发票了”。/ppstrong　　能做50万元的“横向项目”却无法申报职称/strong/pp　　在中国此前的科研评价体系中，来自政府的“纵向”课题、经费被认为比来自企业和社会的“横向”项目更有“级别”、“层次”，前者被视为“高大上”且“正宗”，而后者则通常被认为含金量不高。/pp　　评职称时，获得国家自然科学基金项目或社科基金项目，以及发表论文的情况，成为评职称的“刚性”指标之一。“横向项目”不能与之“平起平坐”。/pp　　这样的游戏规则，让重庆某高校一位青年教师望而兴叹：“根本不敢报职称，因为明知自己不符合条件。”/pp　　尽管，在同行看起来，该教师的科研能力已经达到一定的水平，他甚至令人艳羡地获得了一个总额50万元的横向项目。/pp　　该项目要求他为一个地产开发公司设计公司治理及人力资源管理体系，并全面参与该体系的执行和完善。公司的资产规模比较大，从搭建整个公司的制度框架，到人力资源管理的规划、招聘、培训、绩效、薪酬、劳动关系等等，事无巨细，历时3年，他在实践中不断探索和思考，拿出解决问题的方案。/pp　　可是，因为与公司签订了保密协议，相关的经验成果不能形成论文在期刊发表。职称也评不了。/pp　　“令人头疼”的经费报销故事同样发生在他和他的同事身上。/pp　　比如，他的同事曾做了一个关于农民工的课题，需要通过问卷了解相关的情况，可是，农民工并不搭理他——请人答问卷，素来被科研人员戏称为“世界性的难题”。/pp　　没办法，他只能去买了1000支牙膏，农民工认真填写问卷，就给1支牙膏。新点子立竿见影，1000份问卷很快就完成了，农民工很高兴，还给他讲述了很多有助于研究的信息。/pp　　“很快，问题来了。”这1000支牙膏的费用却没法报销。/pp　　“再比如说，如果做的课题是人力资源管理方面的，有时，需要验证书籍对提升员工向心力方面的作用，这就需要买书，其种类显然不可能全部是人力资源管理方面的学术书籍，但一旦超出了学科领域，报销就可能出现问题。”/pp　　虽然有各种感触，最让他兴奋的还是“七条新政”中“纵向课题与横向课题一视同仁”的规定，对于这名入选重庆市高校就业创业指导教师首批专家库的青年老师来说，可以挺直腰杆了，“我已经在准备申报职称了。”/ppstrong　　“单项看起来节约，总体上其实有巨大的浪费”/strong/pp　　郑光泽，曾受国家留学基金委资助公派日本九州大学攻读博士学位，主编过很多教材，发表了几十篇学术论文，并作为项目负责人或主研人员参加了10多项重庆市攻关项目、重庆市应用基础项目，承担了各类企业委托项目20余项。/pp　　现年44岁的他，因为在发动机动力总成设计与开发阶段振动与噪声预测与控制技术等方面造诣深厚，早早就评上了教授。看上去顺风顺水的他，依然有自己的困惑，他认为科研管理的一些细则“真是需要修订了”。/pp　　“过去的科研管理规定，站在一个项目的角度看，项目结题时对每一笔开支都进行了严格的审核，规范了经费支出 但是，如果从多个项目的角度看，这种规定其实导致了巨大的浪费。”/pp　　他解释，过去科研项目实行严格的预算制，一是项目审批过程长，科研设备价格波动无法准确预测；二是不同主持人的科研项目之间的设备计划与预算相互不透明 三是对大型贵重科研仪器设备公共平台的设备信息掌握不充分。这可能导致一些浪费。/pp　　比如有的项目需要的高端传感器，价格波动大的时候，同一款产品价格变动可能有几万元，项目申报时预算时很难预见到这些波动。遇上价格上行时，项目的设备经费使用就存在困难。这时，为完成科研项目任务，项目负责人会想尽办法通过一切渠道找到需要的设备完成研究内容。虽然很麻烦，但相对调整项目预算需要完善的各种手续相比更省事。项目结题时为了符合预算，也有买些预算范围内的、相对便宜的传感器来充数的情况。可是，这些廉价的设备在测试精度上有很大差距，买来以后基本不能用于科研项目，闲置的设备就是一种浪费。“如果把这些购置设备的经费用于其他用途，也许可以创造更大的价值。”/pp　　他表示，这就是过分强调过程管控而造成的经费浪费。在“七条新政”中，项目承担单位可以自行确定和调整科技经费支出结构，结余的经费归科研单位，这将有助于科研单位对科研设备进行统筹安排，“累加起来，这将是一笔数额巨大的节约”。/pp　　他的一位曾做过老师的博士朋友，因为做科研的限制过多，感觉看不到将来，“不太想在学校待着”，就辞职去公司了。“汽车专业的博士，毕业两三年内，每年拿一二十万元很容易。相比之下，做科研就很难拿到这样的收入。青年博士应该是国家科技创新的未来，但如果大部分博士都不愿意投身于科学研究，而到公司从事应用技术研究或产品研发，是否也是一种人才浪费?”/pp　　尽管自己已经有了教授职称和“江湖地位”，但“七条新政”的出台仍让郑光泽非常高兴，他认为这“释放出很好的信号”。/pp　　作为一名身在高校、但主要从事技术咨询服务的工科教授，他的工作主要是解决汽车厂家的各种技术难题。“新政”中把横向和纵向项目等同对待，“在一定程度上是政府为我们正名。”/pp　　实行“七条新政”后，工科类科研项目的人力资源费能够达到30%，郑光泽对此极为认同，“既体现了对科研人员智力投入的价值认可，又可以用活科研经费，按照市场经济的规则开展科研活动。”/p

中国科学院生物物理研究所脑成像团队面向脑磁图等生物磁探测需求，完成了新型脑磁图工程化和产业转化的关键部件——国产化零场原子磁力计的研制。经第三方检测，灵敏度、带宽等主要性能指标达到国际先进水平；对脑磁图成像特别重要的磁敏感轴正交性，信号稳定性等指标达到国际领先水平。同时，该部件通过生物物理所转化企业实现标准化批量生产。脑磁图是兼具高时空分辨率的无创脑功能成像技术。生物物理所脑成像团队于2018年完成国内首台多通道原子磁力计脑磁图原型机，摆脱了对液氦的依赖，是高性能、可穿戴、低成本的新一代脑功能成像技术。脑磁图核心器件研发及量产获进展

p【引言】/pp　　日益增加的环境污染与化石燃料消耗对清洁能源的开发和存储提出了越来越高的要求。Na-Osub2/sub二次电池因具有理论能量密度高(1100 Wh/kg)和储量丰富等特点，有潜力成为下一代绿色大规模能源存储器件。然而，Na-Osub2/sub电池研究仍处于初级阶段，复杂的反应机理及低循环稳定性是Na-Osub2/sub电池面临的主要挑战。目前，研究者们通过改善电解液、电极结构等途径来提升钠氧电池的性能，但是针对其反应机理及失效机制的研究比较少，尤其是原位监测电池的充放电过程。反应机理与失效机制的研究对于钠氧电池的进一步研发起着至关重要的作用。原位透射电镜技术的发展为此研究的深入开展创造了新的契机。/pp【成果简介】/pp　　近日，法兰西公学院Alexis Grimaud研究助理(通讯作者)、Arnaud Demortie?re助研(共同通讯)和Jean-Marie Tarascon教授等研究人员应用原位透射电镜液体样品杆技术(Protochips公司)及快速成像技术，首次报道了Na-Osub2/sub电池充放电过程中NaOsub2/sub立方体生长演变过程的原位观测，并提出了其生长过程受限于NaOsub2/sub(溶剂)?NaOsub2/sub(固体)之间的平衡和可溶性产物的质量传输。同时，通过对电池充电过程的原位监测，阐明了溶剂化-去溶剂化平衡导致过氧化钠溶解的机理。最后，他们发现，随着钠氧电池充放电的进行，过氧化钠立方体表面逐渐形成一层壳层，钝化电极表面，阻止了氧气参与氧化还原反应以及过氧化钠的进一步形核，进而降低了电池的充电效率及循环稳定性。该研究揭示了Na-Osub2/sub电池中过氧化钠的生长-溶解机理以及电池失效的机制，对于Na-Osub2/sub电池的进一步研发提供了一定的理论基础。相关成果以“Operando Monitoring of the Solution-Mediated Discharge and Charge Processes in a Na?Osub2/sub Battery Using Liquid-Electrochemical Transmission Electron Microscopy”为题发表在Nano Letters上。法兰西公学院博士研究生Lukas Lutz为论文第一作者。/pp【实验方法】/pp　　电解液：分子筛处理乙二醇二甲醚(DME, 99.9%)溶剂5天以去除多余的水分 NaPFsub6/sub(99.9%)置于真空烘箱，80度保温24 h。氩气环境的手套箱(Osub2/sub, 0.1 ppm Hsub2/subO, 0.1 ppm)中制取0.5 M电解液。在原位电镜测试前将电解液溶解饱和的超纯Osub2/sub。/pp　　原位电化学透射电镜测试：电镜型号，FEI-TECNAI G2 (S)TEM，200 kV。1. 首先利用空白溶剂排除电子束对于结果的影响：固定电子束剂量(10 e?/nmsup2/sup)照射空白溶剂360 s，观察溶剂的变化，防止电解液发生分解 确定该剂量，该照射时间，电解液未发生变化，即认为电子束照射对于实验结果没有影响。2. 微电池是两个由氟橡胶O-型垫密封的硅芯片构成，上芯片包括两个Pt电极，一个玻碳电极，500 nm厚的SU-8聚合物绝缘层，50 nm厚的Sisub3/subNsub4/sub窗口 下芯片包括500 nm绝缘层，50 nm Sisub3/subNsub4/sub窗口。3. 用带螺丝的不锈钢片将装好的芯片压在O-型垫上以维持密封效果。4. 将此微反应器固定在样品杆顶端，采用蠕动泵通入流速为0.5-5 μL/min的电解液 在通入电解液之前一定要用超纯氩气冲洗微电池及管路。/pp【图文导读】/pp style="text-align: center "strong图1 Protochips液体样品杆及NaOsub2/sub生长-氧化机理示意图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/2623ba3e-18dd-4077-9804-be4e0686c5a1.jpg" title="图1 Protochips液体样品杆及NaO2生长-氧化机理示意图.png" alt="图1 Protochips液体样品杆及NaO2生长-氧化机理示意图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a) 用于原位电化学测试的(Protochips公司)顶端示意图 (b-c) 芯片展示图 (d) 芯片的剖面图 (e)充放电过程中NaOsub2/sub生长-氧化机理图。/strong/pp　　要点：利用Protochips公司产的Poseidon 510透射液体原位样品杆揭示了Na-Osub2/sub电池中NaOsub2/sub生长-氧化机理。/pp style="text-align: center "strong图2 NaOsub2/sub显微结构图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/81e4f4cc-9254-4622-8fbe-f3071d682258.jpg" title="图2 NaO2显微结构图.png" alt="图2 NaO2显微结构图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a-b) Swagelok电池得到的NaOsub2/sub SEM图 (c-d) TEM微电池得到的NaOsub2/sub TEM图 (e-f) TEM微电池得到的NaOsub2/sub HAADF-STEM图。/strong/pp　　要点：Swagelok电池(a-b)与TEM原位微电池(c-f)得到NaOsub2/sub产物结构比较。结果显示，两种方法得到的NaOsub2/sub产物结构类似，证明Poseidon 510透射液体原位样品杆能为电池提供工作的真实环境。/pp style="text-align: center "strong图3 电池放电过程中NaOsub2/sub结构演变图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/4aa90ca5-389d-437b-a120-cd45cec9d5bb.jpg" title="图3 电池放电过程中NaO2结构演变图.png" alt="图3 电池放电过程中NaO2结构演变图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a, e) 电池放电过程中NaOsub2/sub 结构演变的TEM图 (b) NaOsub2/sub颗粒的TEM图 (c) NaOsub2/sub 颗粒生长时间曲线图 (f) 电池放电结束形成的NaOsub2/sub颗粒TEM图。/strong/pp　　要点：电池放电时，溶液相沉淀析出导致NaOsub2/sub纳米立方体的产生，生长速率受限于其质量传输效率。/pp style="text-align: center "strong图4 核壳结构的演变过程图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/82ecd2fa-bc23-4762-bce7-d2f160a84dec.jpg" title="图4 核壳结构的演变过程图.png" alt="图4 核壳结构的演变过程图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a) 核壳结构演变的TEM图 (b) 外层生长的时间曲线图 (c) 核壳结构的TEM图。/strong/pp　　要点：揭示了电池放电过程中核壳结构的演变规律：放电90 s时，壳层厚约200 nm。/pp style="text-align: center "strong图5核壳结构的成分分析图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/ef8ee95c-9bc1-4f4f-a4cd-d2cc1c46ff2f.jpg" title="图5核壳结构的成分分析图.png" alt="图5核壳结构的成分分析图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a, e) 电池放电结束后NaOsub2/sub的HAADF-STEM图 (b) 核壳结构的TEM图 (c-d) 核壳结构的EDX图 (f) 核壳结构的SAED图。/strong/pp　　要点：核壳成分确认：NaOsub2/sub/NaOx/organic carbonates( Poseidon 兼容于TEM内的多种探测器，其中包括高角度的EDS探测器)。/pp style="text-align: center "strong图6电池放电过程中COsub2/sub释放量的监测图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/e52b1e18-e358-41ba-b03c-2bd4954b059b.jpg" title="图6电池放电过程中CO2释放量的监测图.png" alt="图6电池放电过程中CO2释放量的监测图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a) 电池放电曲线图 (b) 电池充放电过程中COsub2/sub的释放曲线图 (c) 放电过程中12COsub2/sub及13COsub2/sub释放曲线图。/strong/pp　　要点：同位素标记法验证了有机壳层组分(b)及来源(c)：大部分来自于电解液的分解 随着电流密度的增加，电极表面的分解加剧。/pp style="text-align: center "strong图7电池充电过程中NaOsub2/sub氧化过程的监测图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/f802d45c-bed8-46a7-a1bb-bb42960bd2de.jpg" title="图7电池充电过程中NaO2氧化过程的监测图.png" alt="图7电池充电过程中NaO2氧化过程的监测图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a-d) 电池充电过程中NaOsub2/sub结构演变的HAADF-STEM图 (e-h) 单个NaOsub2/sub立方体在充电过程中高度曲线图图 (i) 电池放电结束后NaOsub2/sub颗粒的HAADF-STEM图。/strong/pp　　要点：电池充电时，NaOsub2/sub结构演变原位监测(a-d)：其氧化过程是由外至内逐步进行的，放电过程形成的壳层结构得以保留(i)。/pp【小结】/pp　　该文章采用原位透射电镜技术原位监测了Na-Osub2/sub电池的充放电过程，首次报道了Na-Osub2/sub电池中NaOsub2/sub的形核-生长机理 证实了电池充电过程中过氧化钠的溶解机理 并原位观测到了过氧化钠表面壳层的形成过程，阐明了电池低充电效率及循环稳定性的机制，为高性能钠氧电池的设计指明了方向，提供了新的思路，同时推动了原位电化学透射电镜技术的发展。/p

一个由工程师、外科医生和医学研究人员组成的团队发布了来自人类和大鼠的数据，证明一种新的大脑传感器阵列可直接从人脑表面记录电信号，并实现破纪录的细节处理。该大脑传感器具有密集网格，由1024或2048个嵌入式皮质电图（ECoG）传感器组成。如果获准用于临床，传感器将直接从大脑皮层表面为外科医生提供大脑信号信息，且分辨率比目前可用的高100倍。该论文于19日发表在《科学转化医学》杂志上。　　人的大脑总是在运动，例如，随着每一次心跳，大脑会随着流过它脉动的血液而发生活动。从直接放置在大脑表面的传感器网格记录大脑活动，已经被外科医生普遍用作一种工具，用来切除脑肿瘤和治疗对药物或其他药物无反应的癫痫症。　　此次新研究提供了广泛的同行评审数据，证明具有1024或2048个传感器的网格可用于可靠地记录和处理直接来自人类和大鼠大脑表面的电信号。相比之下，当今手术中最常用的ECoG网格通常具有16到64个传感器。　　能够以如此高分辨率记录脑信号，可提高外科医生尽可能多地切除脑肿瘤的能力，同时最大限度地减少对健康脑组织的损害。对于癫痫，更高分辨率的脑信号记录能力可提高外科医生精确识别癫痫发作起源的大脑区域的能力，这样就可在不接触附近未参与癫痫发作的大脑区域的情况下移除这些区域。通过这种方式，这些高分辨率网格可以增强正常功能脑组织的保存。　　研究团队表示，此次能以更高的分辨率记录大脑信号，归因于他们能够将单个传感器放置得更靠近彼此，而不会在附近的传感器之间产生干扰。例如，该团队的3厘米×3厘米网格和1024个传感器直接记录了19名志愿者的脑组织信号。在这种网格配置中，传感器彼此相距一毫米。相比之下，已经批准用于临床的ECoG网格通常具有相距1厘米的传感器。这为新网格提供了每单位面积100个传感器，而临床使用的网格每单位面积1个传感器。　　该项目由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院领导，团队其他成员来自马萨诸塞州总医院和俄勒冈健康与科学大学。该团队正在研究这些高分辨率ECoG网格的无线版本，可用于对顽固性癫痫患者进行长达30天的大脑监测。

日前，布鲁克宣布收购Inscopix公司。Inscopix公司是神经科学的先驱，也是用于自由移动动物大脑成像的小型化显微镜（称为迷你显微镜）的市场领导者。自2011年成立以来，Inscopix公司的旗舰小型显微镜系统已被安装在全球600多家研究机构和生物制药公司，使基础神经科学研究取得突破，并促进了对神经系统疾病机制的理解。此次收购增强了布鲁克公司作为活体脑功能成像技术领导者的强大声誉，在细胞水平上使用Ultima多光子显微镜，在生物体水平上使用临床前MRI系统。

2013年，攻克癌症路途上的一个转弯，带来免疫疗法临床试验的乐观数据，然而科学家仍然无法判断其前景几何。其他科学领域面临着同样的情况：目前如火如荼进行的CRIPER基因编辑技术是否在不久后会被更加灵活的工具取代?宇宙射线粒子的确受到超新星遗迹的加速，然而粒子与磁场究竟是如何互相作用的?　　一项项喜人的科学突破总是带来更多的不确定性。伴随着欣喜、疑问和期待，《科学》杂志盘点了2013年那些领跑科学的十大重要突破。　　癌症免疫疗法　　2013年标志着癌症攻克的一个转折点，致力于使人体免疫系统免受肿瘤影响的长期努力正在奏效，尽管其前景仍是一个问号。　　免疫疗法是一种治疗癌症的完全不同的方式，其目标是免疫系统，并非肿瘤本身。今年6月，研究人员报告，结合使用伊匹单抗(即抗CTLA-4)和抗PD-1令1/3的黑色素瘤患者出现&ldquo 深层和快速的肿瘤消退&rdquo 。目前尚不能证明阻断T细胞表面的PD-1通路的药物可以延长生命，但迄今为止的存活率使医生对此保持乐观。　　20世纪80年代，法国研究人员定义了T细胞表面的一种新蛋白受体CTLA-4，癌症免疫学家James Allison发现CTLA-4相当于一个阀门，可以阻止T细胞全面启动免疫攻击，他设想阻拦CTLA-4的作用是否可以使免疫系统摧毁癌症。20世纪90年代，日本的一位生物学家发现了T细胞上的另一个阀门PD-1。随着临床实验中抗CTLA-4与抗PD-1带来癌症患者病情的显著改善，该疗法逐渐成为主流。至少5个主要的制药公司抛弃了早先的犹豫态度，正在开发该类抗体。　　2011年，美国食品和药品管理局批准了百时美施贵宝针对转移性黑素瘤的伊匹单抗治疗。2012年，霍普金斯大学的Suzanne Topalian、耶鲁大学的Mario Sznol和同事报告了在近300名患者中使用抗PD-1疗法的结果，其中31%黑色素瘤患者、29%肾癌患者和17%肺癌患者的肿瘤萎缩了一半或更多。2013年，据百时美施贵宝报告称，在1800名使用伊匹单抗治疗的黑色素瘤患者中，22%的人在3年后仍存活。　　总是用事实说话的肿瘤学家表示，癌症治疗刚刚走过一个转角，而他们将不再回头。　　大众基因显微手术　　20世纪20年代，手术室中引入显微镜，其精度和易用性带来了一场外科手术的革命。2013年，一种被称为CRISPR的基因编辑技术触发了大量研究的进行，它使生物学家可以更加精确和轻松地进行对基因组的操作。这归功于一种被称为Cas9的细菌蛋白，它与旨在追踪特定DNA序列的RNA一起，成为了常规抑制、激活或者改变基因的分子手术的工具包。　　这样的基因显微技术在十年前还是一个梦。随着锌指核酸酶和TALENs(转录激活因子样效应物核酸酶)工具的出现，基因功能研究和潜在基因治疗应用变得愈加方便。2012年，研究人员首次在试管中使用实验室制造的CRISPR复合物进行基因编辑，其他人立即认识到CRISPR的潜力。在使用TALEN与锌指核酸酶时，每个目标新基因都需要一个定制的蛋白质，而CRISPR则只需要特定的RNA，比定制蛋白质要简单得多。　　CRISPR在2013年相当受人瞩目，10个月内有50篇相关论文发表，关于它的&ldquo how-to&rdquo 网站每天吸引约900位访客。自从1月起，十多个团队已经使用CRISPR操纵了老鼠、细菌、酵母、斑马鱼、线虫、果蝇、植物和人体细胞中的特定基因，为了解这些基因的功能和利用它们改善健康状况铺平了道路。CRISPR还具有同时修改多个基因的潜力，并简化了制作疾病小鼠模型的工作。在未来，CPISPR很可能被更加灵活的基因编辑工具取代，然而现在，CPISPR的热潮仍在持续。　　脑成像技术　　2013年，大脑的一个新窗口被打开，有望从根本上改变实验室研究这种错综复杂的器官的方式，它被称为CLARITY。由于形成细胞膜的脂肪会散射光，CLARITY通过消除脂肪可以使大脑组织透明如玻璃，它使用一种凝胶取代脂质分子，同时能保持神经元、其他脑细胞及细胞器完整，从而使错综复杂的大脑结构呈现出来。　　在以前试图建立透明大脑的技术中，各组织非常脆弱，但在CLARITY中，这些组织足够坚固，科学家可以多次将不同标记渗入其中，进而将其冲出，并使大脑重复成像。研究人员称，这种进步能够使计算一个特定大脑区域的神经元数量等任务的速度提升100倍。相比之下，传统的死亡脑组织成像方法变得无关紧要。不过，目前该技术局限于少量的组织：澄清4毫米直径的老鼠大脑仍需要大约9天。　　人体胚胎克隆　　2013年，研究人员宣布，他们已经克隆出人体胚胎，并将其用于胚胎干(ES)细胞的来源，这是一个梦寐以求的目标。ES细胞能够发展成任何组织，并提供与克隆细胞完美匹配的基因，是研究和开发药物的强大工具。然而，对于破坏胚胎的担忧以及克隆人类胚胎的简易便捷可能会使其成为标准惯例。　　这种克隆技术被称作体细胞核移植(SCNT)，科学家将细胞核从卵细胞中移出，然后将其与细胞材料和克隆个体的一个细胞进行融合。融合细胞收到开始分裂的信号后，胚胎开始发育。科学家已经使用SCNT克隆了老鼠、猪和其他动物，但一直未攻克人体细胞。　　2007年，美国俄勒冈国家灵长类动物研究中心的研究人员最终克隆出猴子胚胎，并从中获得ES细胞。在该过程中，他们发现一些调整可以使SCNT在包括人类在内的灵长类动物细胞中更加有效。最终的方法效果惊人，10次实验中就有1次可以产生ES细胞。其中一个关键的因素是咖啡因，它似乎可以帮助稳定人类卵子细胞中的关键分子。　　从长远看，该技术有多重要是一个开放性的问题。自从首次尝试人类克隆，研究人员发现，他们可以通过将成年细胞&ldquo 重新编程&rdquo 为诱导多能干细胞(iPS细胞)，以制作针对病患的干细胞。科学家在2007年将该技术用于人体细胞，去除人类卵子以及不涉及胚胎两大因素使SCNT极具争议性并且价格昂贵。不过一些实验表明，至少在老鼠身上，来自克隆胚胎的ES细胞的质量要好于iPS细胞。　　克隆婴儿也引发了担忧。但目前这似乎不太可能实现。俄勒冈的研究人员称，尽管经过了数百次的尝试，他们克隆的猴子胚胎也不能使代孕个体成功孕育生命。　　迷你器官　　今年，科学家成功使iPS细胞在实验室成长为微小的&ldquo 类器官&rdquo &mdash &mdash 肝脏雏形、迷你肾脏，甚至初期的人类大脑。　　由澳大利亚研究人员培养出的这种大脑与真实大脑在一些重要方面有所不同。由于其缺少血液供应，它们在长到苹果种子大小时便会停止生长，中心的细胞由于缺少养分和其他营养物质会相继死亡。但是类器官对人类大脑的模拟程度令人吃惊，在显微镜下可以观察到眼组织，就像早期胎儿的大脑。　　迷你大脑已经被投入对头小畸形病症(大脑无法成长至正常大小)的研究。当研究团队开始使用来自于一位头小畸形患者的iPS细胞时，其得到的类器官要小于正常器官，因为干细胞过早就停止了分裂。随着进一步的发展，研究人员希望利用迷你大脑技术探索其他人类疾病。　　宇宙射线的来源　　几十年以来，物理学家认为，作为宇宙射线在太空穿行的高能质子和原子来自于恒星爆炸后的残骸，或者说超新星。现在，他们确定了这一结论。今年，研究人员使用美国宇航局(NASA)费米伽马射线太空望远镜，发现了这些粒子在银河系的云状超新星遗迹中加速的首个直接证据。　　将宇宙射线追根溯源至超新星遗迹并不容易。因为这些质子和核都是带电粒子，在星际磁场漩涡中运行。最终，宇宙射线并不直接指向其最初起源地。费米望远镜团队不得不找到其他方法显示超新星遗迹对这些粒子进行了加速。　　如果质子在超新星遗迹中被加速，那么一些质子&mdash 质子对撞仍应该会发生。这种对撞会进而产生被称作pi-zero介子的短暂存在的粒子，很快衰变成一对高能质子。这种pi-zero衰变应该会使来自超新星遗迹的能量谱出现高峰波动。在搜集了5年数据后，费米的研究人员在两个超新星遗迹中发现了质子加速的信号。其他研究曾经发现过该信号，但是费米望远镜的实验是首次清晰的观测。　　天体物理学家仍不清楚粒子与磁场相互作用的很多细节，而且他们怀疑最高能量的宇宙射线来自银河系之外。不过，超新星遗迹的确喷涌出宇宙射线却是毫无疑问的。　　太阳能新星　　钙钛矿作为一颗冉冉升起的新星，照亮了太阳能研究界。这种便宜易制的晶体被证明能够将15%阳光的能量转换为电能。4年前的技术只能达到3.8%，而且它比研究人员研发几十年的一些太阳能电池技术还要好。　　钙钛矿太阳能电池仍然落后于全世界屋顶上的硅板太阳能，后者的效率一般可达20%，在实验室中最高能达25%。但是硅电池和其他高效能太阳能材料依赖于高温下使用昂贵的设备生产出的半导体。钙钛矿则不同。目前用于太阳能电池的钙钛矿仅仅通过在溶液中混合便宜的前体化合物，然后在物体表面晾干就可以了。令人吃惊的是，该过程生产出的钙钛矿有着很高的结晶质量，两个研究团队报告称能够使用其产生激光。　　不过，关于钙钛矿太阳能电池最好的消息是，也许可以将其与传统的硅太阳能电池整合，将其覆盖在硅板顶部，可以使效率达到30%。全世界的太阳能研究人员都在竞相将两者结合起来。　　为什么睡觉　　我们为何睡觉?这是生物学的最基本问题。2013年，神经科学家在这个答案的追寻上有了一个大跨步。　　大多数研究人员都认为，睡眠有着多种作用，例如增强免疫系统和巩固记忆等，但是他们长期以来一直在寻找各物种都适用的睡眠&ldquo 核心&rdquo 功能。通过追踪睡眠小鼠大脑中的有色染料，科学家得出结论，睡眠的基本目的是：清洗大脑。他们发现，在小鼠睡眠时，大脑运输管道的网络膨胀了60%，增加了脑脊液的流动，从而清理了&beta 淀粉蛋白等代谢废物。　　在这一发现之前，研究人员一直认为大脑处理细胞垃圾的唯一方法是将其破坏并在细胞内回收。如果未来的研究发现，许多其他的物种也会经历这一大脑清理的过程，那将表明清洗的确是睡眠的一个核心功能。新发现还说明，睡眠不足也许在神经疾病的发展中发挥着作用。但是由于其因果关系尚不确定，人们担心这一问题还为时过早。　　微生物与健康　　研究人员发现，人体内的细菌在决定身体如何应对营养不良和癌症等不同挑战方面扮演着重要角色。　　100万亿个细胞承载着300万种不同的基因&mdash &mdash 这就是人体内生活着的微生物的状况。各种动物研究显示，这些看不见的生物深刻影响着身体对环境、疾病和医疗的反应。今年，研究人员开始精确定位特定微生物影响健康和疾病的方式。　　2013年，研究人员追踪肠道微生物与癌症之间的一些联系。3个抗癌疗法被证明需要肠道细菌才能奏效 细菌可以帮助刺激免疫系统以应对药物治疗。一个小鼠研究显示，由于肥胖小鼠体内产生一种损害DNA的细菌副产品，与肥胖相关的一种肝癌发生率会上升。新发现还证实了之前的猜测：一种被称作梭菌属的肠道细菌对刺激结直肠肿瘤有重要作用。　　研究人员还得到了更多关于微生物影响免疫系统功能的提示。例如，自身免疫性疾病风湿性关节炎可能与一种被称为普氏菌的细菌有关。在小鼠中，对由于接触室内外的猫狗所引起的过敏和哮喘预防，很大程度上是由于肠道乳酸菌的增加。　　研究越来越明显地表明，个性化医疗要想更加有效，需要将每个人体内的微生物情况考虑在内。　　疫苗设计　　几十年以来，研究人员一直希望结构生物学(在近原子水平研究生物分子)可以帮助他们设计更好的疫苗。今年，他们终于发现令人信服的证据，证明该方法可以带来一流的回报。　　呼吸道合胞病毒(RSV)每年使数百万婴儿感染肺炎和其他肺部疾病，许多疫苗都对其无效。对于面临严重RSV疾病高风险的儿童，市场上的帕利珠单抗可以使患病率减少一半，但是帕利珠单抗单剂量的成本将近1000美元，对许多患病儿童来说遥不可及。　　比帕利珠单抗有效10到100倍的抗体已经开始被隔离研究。今年5月，美国国家过敏症和传染病研究所(NIAID)的一个研究团队报告称，他们已经锁定其中一种。该抗体会与RSV表面一种被称为F的蛋白质结合(病毒在感染过程中通过F与细胞融合)。研究人员利用X射线衍射技术研究了该抗体的晶体结构，从更精细的角度分析了F蛋白质的脆弱点。11月，NIAID的研究团队取得了新的进展：使用其结构分析得到的发现，设计一种RSV F蛋白质作为免疫原。其策略被证明是正确的：该蛋白质可以刺激产生高效抗体，它一夜之间成为了RSV疫苗的领先候选者。不过这种疫苗尚未用于人体，NIAID的研究人员希望先对其进行18个月的准备测试。　　今年秋天发表的另外3项研究利用类似的策略为艾滋病病毒(HIV)设计疫苗。研究人员尚未证明其公认的免疫原可以刺激能够应对HIV无数变异的抗体产生，但是他们希望跟随RSV同事的脚步，后者在动物实验中测试了许多版本的人工蛋白之后才找到最好的那一个。　　既然结构生物学已经证明了它在疫苗设计上的价值，许多研究人员希望这种开创性的工作也可以为丙型肝炎疫苗、登革热等病毒疫苗的研制指明方向。

生物传感器是脑控机器人和脑机接口领域的重要器件，通常贴在面部或头部皮肤上以检测源自大脑的电信号。近日，来自澳大利亚悉尼科技大学的科学家团队开发出一种新型碳基生物传感器，可能将推动脑控机器人和脑机接口技术的革新，相关内容以题为“Non-invasive on-skin sensors for brain machine interfaces with epitaxial graphene”发表在《Journal of Neural Engineering》杂志。　　该传感器由外延石墨烯制成，作为一种碳基材料，可以直接种植在硅基碳化物基板上。研究人员将石墨烯的优点（生物相容性和导电性）与硅技术的优点结合起来，这使得新开发的生物传感器具有很强的弹性和稳定性。与商用干电极相比，该传感器可以极大地减少皮肤接触电阻（即传感器和皮肤之间的电信号阻力），由此可以减少脑电信号在传导过程中的损耗。此外，该传感器优越的鲁棒性，可在高盐环境中长期重复使用。　　总之，这种可扩展性强的新型生物传感器传，克服了生物传感技术的三大挑战：耐腐蚀性、耐用性和皮肤接触电阻，使得它在脑控机器人和脑机接口领域的应用前景非常广阔。　　论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-2552/ac4085　　注：此研究成果摘自《Journal of Neural Engineering》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

非酒精性脂肪性肝病（NALFD）是目前最常见的慢性肝病，影响着全球至少1/4的成年人群。它与肥胖和糖尿病有关，并可能导致更严重的肝脏损害，如非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、肝硬化和肝癌。为了解脂肪肝疾病进展的复杂性，美国南加州大学的一个科研团队探索了实验性NAFLD/NASH的分子机制，发现了一种治疗靶向基因SH3BP5，也被称为SAB。这项研究最近发表在美国肝病研究协会期刊《肝病学》上。 南加州大学凯克医学中心胃肠/肝部研究医学助理教授、医学博士桑达温说，SAB是线粒体的一种外膜蛋白，被称为细胞的动力源。在乙酰氨基酚（又名“扑热息痛”）诱导的肝损伤模型和肿瘤坏死因子（TNF）诱导的急性肝衰竭模型中，SAB是一种关键蛋白，其水平决定了肝损伤的严重程度。SAB是应激激活激酶（JNK）的靶标，它会导致线粒体功能受损和有毒活性氧的增加。SAB基因激活和蛋白水平增加，与小鼠实验中的肝脏疾病进展和人类脂肪肝相关。 已知长期食用高脂肪、高糖饮食会导致肥胖、糖尿病和脂肪肝。此次实验中，成年小鼠被喂食了大量添加蔗糖和果糖的高脂肪食物。但凯克医学中心医学教授尼尔卡普罗维茨说，即使已经喂食高脂肪、高糖饮食一年，小鼠肝脏已出现炎症和纤维化的疾病，如果我们引入这种针对肝细胞的反义基因，就可以逆转整个过程，使胰岛素抵抗正常化，显著减少肝脏中的脂肪堆积以及肝脏的炎症和纤维化。 卡普罗维茨说：“我们不需要完全敲除SAB蛋白。服用能够维持SAB的正常水平的药物就可以防止或逆转疾病的发展。”加利福尼亚州卡尔斯巴德的Ionis制药公司的合作者设计并合成了反义寡核苷酸（ASO），该团队对SAB靶向DNA疗法持乐观态度。 这项研究表明，在前6个月给老鼠进行反义治疗实际上帮助了它们“减肥”。通过适度改变就可避免饮食选择对肝脏造成的损害。 不过，研究人员警告说，涉及小鼠的研究不一定都适用于人类。但此次研究数据表明，SAB蛋白是治疗脂肪肝的一个非常强大的潜在靶点。

脑功能成像探索生命领域的奥秘 联合研究合作方美国耶鲁大学医学院Joy Hirsch教授 我想通过fNIRS这一新技术对人与人的互动进行成像，以了解我们的脑如何适应实际生活和社会活动。比如，使用fNIRS，研究人与人之间的目光接触在交流中起到什么样的作用。我们与岛津制作所具有共同的价值观，希望能够作为伙伴长期一起合作。我不打算满足现状，岛津也是如此。正因为如此，我们才是伙伴。 在不断发展的脑科学研究中，可实现脑功能可视化的功能性近红外脑成像技术（fNIRS:functional Near-Infrared Spectroscopy），作为一种在日常环境中测量大脑活动的新方法而受到关注。 功能性近红外脑成像技术能够在安全、自然的状态下进行检测，对动静的限制较少，已被广泛应用于康复研究、药物开发、医学研究、精神和神经科学等研究领域。 功能性近红外光脑成像系统LABNIRS fNIRS的检测原理 脑内产生神经活动，周边区域的血红蛋白量即发生局部变化。fNIRS能够通过照射高生物透射性的近红外光，来检测吸收波长不同的含氧血红蛋白(Oxy-Hb)和脱氧血红蛋白（Deoxy-Hb），实时动画显示由脑活动引起的相对变化。 根据每个通道的时间序列数据的二维成像，安静时（左）与手指轻触时（右）的比较（Oxy-Hb） 功能性近红外光脑成像(fNIRS)的方案伦敦大学学院(UCL)的认知神经科学研究所，使用fNIRS，检测在莎士比亚剧中演员的脑活动模型。它用于研究人类社会认知和自闭症患者之间的社会交往差异。详情请扫描下方二维访问： PC端网址：https://www.shimadzu.com/about/momentum/feature/vol10.html 参考文献: Noah, J. A., Zhang, X., Dravida, S., Ono, Y., Naples, J. A., McPartland, J. C., & Hirsch, J. (2020). Real-time eye-to-eye contact is associated with cross-brain neural coupling in angular gyrus. Frontiers in Human Neuroscience 14(19), 1-10. doi: 10.3389/fnhum.2020.00019 Zhang, X., Noah, J. A., Dravida, S., & Hirsch, J. (2020). Optimization of wavelet coherence analysis as a measure of neural synchrony during hyperscanning using functional near-infrared spectroscopy.　Neurophotonics, In Press.

p style="TEXT-ALIGN: center"strongimg style="WIDTH: 500px HEIGHT: 332px" title="U581P4T8D7473427F107DT20150818083903.jpg" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201508/uepic/3aeae725-d25f-4ea8-8482-29b3cd866fc6.jpg" width="500" height="332"//strong/pp style="TEXT-ALIGN: center"strongX光片显示，该男子75%的脑组织已消失不见。/strong/pp　　据英国媒体报道，法国一名男子曾因腿部疼痛去医院检查，医生却找不出病根。在对其进行了全身体检后才发现，原来这名男子的腿疼是由脑部病变引起的，而该男子的大脑只剩下正常人大脑体积的一半都不到了。/pp　　报道称，这件事其实发生在2007年，近日由著名医学杂志《柳叶刀》披露。这名大脑神秘消失的男子当年44岁，医生在对其进行脑部检查后发现，他左右半脑上的额叶、顶叶、颞叶及枕叶都萎缩了。/pp　　医生指出，萎缩的这些部分是控制人类运动、感觉、语言、视觉、听觉、情感及认知能力的部分。/pp　　在对这名男子的病史进行详细调查后发现，原来他童年时患有后天脑积水症。但在他14岁时，经历了分流术，随后的30年，这名男子和家人都以为完全康复了。但其实他的大脑还是在病变，最终，脑内的积水损坏了脑组织，导致其大脑50%至75%的部分都消失了。/pp　　那这名男子又是如何存活下来且一切生理功能都正常的呢?/pp　　在经过了8年的研究后，科学家认为，人类的大脑其实有自我重组功能。也就是说，如果有部分脑组织死亡，其他部分会接替已死亡部分的能力和功能，并维持人体正常活动。/pp　　由此，科学家称，人类的智商其实与大脑的体积并没有直接联系。/pp　　据悉，这名男子近期再次接受了分流术，目前已过上了正常生活，并在一家行政机构内担任文职人员。/p