《自然—神經(jīng)科學(xué)》

小腦顆粒細(xì)胞軸突調(diào)控高維表征

英國(guó)倫敦大學(xué)R. Angus Silver團(tuán)隊(duì)取得一項(xiàng)新成果。他們的研究發(fā)現(xiàn)小腦顆粒細(xì)胞（GrC）軸突支持高維表征。該研究近日發(fā)表于《自然—神經(jīng)科學(xué)》。

為了從下游浦肯野細(xì)胞“解碼器”的角度描繪感覺運(yùn)動(dòng)表征，研究人員使用三維雙光子激光顯微鏡記錄數(shù)百個(gè)GrC軸突。

研究發(fā)現(xiàn)GrC軸突細(xì)胞群活動(dòng)是高維的，并且在自發(fā)行為期間幾乎沒有精細(xì)的空間結(jié)構(gòu)分布，可沿神經(jīng)元活動(dòng)空間中的正交維度表示不同的行為狀態(tài)。

這些結(jié)果表明小腦皮層支持高維表征并將行為狀態(tài)相關(guān)的計(jì)算分離到正交子空間中，如新皮層。該發(fā)現(xiàn)與小腦模式分離理論的預(yù)測(cè)相符合，并表明盡管小腦和新皮層的回路結(jié)構(gòu)截然不同，但都使用具有共同特征的通用解碼。

據(jù)介紹，經(jīng)典的小腦皮層理論認(rèn)為高維感覺運(yùn)動(dòng)表征用于分離神經(jīng)元活動(dòng)模式，從而改善聯(lián)想學(xué)習(xí)和運(yùn)動(dòng)性能。最近的實(shí)驗(yàn)研究表明小腦顆粒細(xì)胞群調(diào)控低維表征。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41593-021-00873-x

《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》

ATG7介導(dǎo)自噬缺陷引發(fā)人類神經(jīng)發(fā)育障礙

英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)Robert W. Taylor團(tuán)隊(duì)研究了ATG7介導(dǎo)的自噬缺陷對(duì)人類發(fā)育的影響。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》。

自噬是哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的主要降解途徑。小鼠核心自噬相關(guān)（ATG）基因的系統(tǒng)性消融導(dǎo)致胚胎或圍產(chǎn)期死亡，條件模型顯示神經(jīng)退行性變。自噬功能受損與一系列復(fù)雜的人類疾病有關(guān)，但先天性的自噬障礙非常罕見。

研究組對(duì)5個(gè)家庭進(jìn)行了遺傳、臨床和神經(jīng)影像學(xué)分析，使用患者來(lái)源的成纖維細(xì)胞、骨骼肌活檢標(biāo)本、小鼠胚胎成纖維細(xì)胞和酵母進(jìn)行了機(jī)制研究。

研究人員在人類ATG7中發(fā)現(xiàn)了有害的隱性變異，ATG7是一個(gè)與自噬相關(guān)的核心基因，其編碼的蛋白質(zhì)對(duì)經(jīng)典的降解自噬不可或缺。來(lái)自5個(gè)不同ATG7變異家族的12名患者患有復(fù)雜的神經(jīng)發(fā)育障礙，包括大腦、肌肉和內(nèi)分泌受累?；颊哂行∧X、胼胝體異常及不同程度的面部畸形。

ATG7蛋白減少或缺失導(dǎo)致自噬通量受損，這些患者才得以存活。雖然自噬隔離明顯減少，但在ATG7缺失的成纖維細(xì)胞和骨骼肌中很容易發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)自噬的證據(jù)。與野生型ATG7的再引入相比，由有害ATG7變異引起的不同模型系統(tǒng)的互補(bǔ)導(dǎo)致自噬功能較差或缺失。

綜上，研究組發(fā)現(xiàn)幾名患有神經(jīng)發(fā)育障礙的幸存者ATG7嚴(yán)重缺失或完全缺失。ATG7是一種自噬的必要效應(yīng)酶，且沒有已知的功能類似物。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1056/NEJMoa1915722