本周学术君为大家带来最新一周的 CNS 科研进展，佳节过后助力小伙伴们以最快速度投入科研生活！1. Neuron：慢性压力引起抑郁的原因抑郁已成为现代人常见的精神疾病。2022 年 2 月 2 日，浙江大学脑科学与脑医学院崔一卉团队在 Neuron 杂志发表研究论文 Hypothalamus-habenula potentiation encodes chronic stress experience and drives depression onset。该研究以慢性束缚应激模拟慢性压力过程，在小鼠上诱导出持续稳定的抑郁状态，证明 LH-LHb 突触增强是压力诱导抑郁形成的决定性因素，为预防压力引起的抑郁症提供了药物靶标！图 1：来源 Neuron2. Nature：揭示新型抗化脓链球菌感染免疫应答机制A 族链球菌（GAS）是自然界广泛存在的一种强毒力致病菌。2022 年 2 月 2 日，中国科学院上海巴斯德研究所刘星课题组在 Nature 杂志发表研究论文 Streptococcal pyrogenic exotoxin B cleaves GSDMA and triggers p

血小板，是血液中不可或缺的组成部分，循环血液中的血小板一般处于静止状态，当血管破裂时会大量聚集，在止血过程中发挥着重要作用。当前，使用供体来源的血小板输血治疗出血性疾病面临着很大挑战，因为它们的可用性有限，污染风险高，且保质期短（5～7 天）。人造的血小板模拟物可以通过模拟血小板的粘附、聚集和促凝血功能来解决这些挑战。 2022 年 1 月 26 日，来自美国凯斯西储大学生物医学工程系的 Anirban Sen Gupta 团队在 Science Translational Medicine 上发表了题为 Platelet-mimicking procoagulant nanoparticles augment hemostasis in animal models of bleeding 的研究性论文，开发了新一代人工血小板，可以更快地止血。 在过去十年中，Sen Gupta 和他的团队开创了人造血小板系统的研究，致力于推进治疗技术，应用于止血、溶栓和炎症。图片来源：Science Translational Medicine 研究内容 设计和表征 PPNs 首先，研究者使用人血浆在

「惟草木之零落兮，恐美人之迟暮」，流光易逝，盛年难再，最终衰老都会成为每个人不得不面对的现实。分子损伤累积并导致衰老和衰老相关严重疾病的发展。在某些人身体中，这些分子过程比其他人更强烈，这种情况通常被称为加速衰老。科学家通过使用衰老的数字模型，将其形象地称为衰老时钟，可以在衰老相关疾病显现之前检测到衰老速度的加快，此类模型还可用于推导个人和人群水平的抗衰老疗法。2022 年 9 月 28 日，由 Deep Longevity 公司与美国和中国科学家领导的一项国际合作，在 Aging-US 期刊上发表了题为 Psychological factors substantially contribute to biological aging: evidence from the aging rate in Chinese older adults 的研究性论文。本文开发了一个新的衰老时钟，它使用 11,914 名中国成年人的血液和生物特征数据进行了训练和验证，用于测量多种因素对衰老速度的影响。研究发现，在有中风、肝病和肺病病史的人、吸烟者以及精神状态脆弱的人中，其衰老明显加速。值得注意的是

睡眠与身体健康息息相关，机体免疫、新陈代谢等过程都依赖于睡眠。成年人的正常睡眠时间大约为 7～8 小时，然而由于熬夜、失眠等多种因素的影响，睡眠不足已成为一种普遍状态。 2022 年 9 月 21 日，一篇发表在 Journal of Experimental Medicine（IF = 17.579）的最新研究 Sleep exerts lasting effects on hematopoietic stem cell function and diversity，该研究表明长期睡眠不足会对造血干细胞产生持久的不良影响。具体来说，睡眠不足会重构造血干细胞和祖细胞（HSPCs）的表观基因组，并增加其增殖，通过加速遗传漂移减少造血克隆多样性，对免疫系统产生负面影响。 在小鼠中，睡眠碎片化对 HSPCs 表观基因组同样会产生持久的影响，使其倾向于髓系，并启动细胞发生更严重的炎症爆发。在人类中，睡眠限制会改变 HSPCs 表观基因组并激活造血。这些研究结果表明，睡眠通过校准骨髓造血干细胞的表观基因组、抑制炎症输出和维持克隆多样性来减缓造血系统的衰退。图片来源：Journal of Expe

导读「饭后百步走，活到九十九」是我们耳熟能详的养生谚语。当前，计算、记录每日步数已成为大家实现体育活动目标的一种流行方法，并且越来越多的证据表明，经常步行可作为预防慢性疾病和过早死亡的重要干预措施。但关于每天步行多少步数才能对健康产生有益影响，多项研究有着不同的结论。近日，来自澳大利亚悉尼大学和南丹麦大学的研究人员合作在 JAMA Internal Medicine 和 JAMA Neurology 期刊上分别发表了两篇题为 Prospective Associations of Daily Step Counts and Intensity With Cancer and Cardiovascular Disease Incidence and Mortality and All-Cause Mortality 和 Association of Daily Step Count and Intensity With Incident Dementia in 78430 Adults Living in the UK 的文章，基于大队列人群的数据和严格的统计分析，他们的研究结果发现，随

肥胖，已成为威胁人类健康的全球性公共卫生问题，肥胖者更容易出现包括 2 型糖尿病、心脏病和中风等一系列代谢相关的疾病。自 1980 年以来，全球肥胖率几乎翻了一番。炸鸡、汉堡、冰淇淋，这些让人发胖的高脂肪食物往往让人难以抗拒，但究竟为什么我们总忍不住想吃高脂食物呢？一项新研究揭示了背后的奥秘，发现肠道和大脑之间的联系驱动着我们对脂肪的渴望。来自哥伦比亚大学的研究团队将这一研究以 Gut-Brain Circuits for Fat Preference 为题发表在近日的 Nature 杂志上。该研究发现，进入肠道的脂肪会触发肠道的信号，这种信号沿着神经传导到大脑，驱动对高脂肪食物的渴望。这一研究提出了干扰这种肠脑连接的可能性，以帮助阻止不健康的饮食选择，并解决因脂肪和糖的过度消费而引起的日益严重的全球健康危机。图片来源：Nature该实验室在之前的研究中发现，葡萄糖激活了一个特定的肠脑回路，在肠道中存在糖的情况下，该回路与大脑进行通信，而无卡路里的人造甜味剂则没有这种效果，这可能解释了为什么无糖苏打水并不能够让我们感到满足。图片来源：Nature为了探索小鼠对膳食脂肪的反应，研究团队为

关于血型，有着多种多样的讨论，有些甚至听起来十分「玄学」。比如，O 型血的人更招蚊子，B 型血的人容易发胖……在临床研究中，也有不少研究发现不同的血型与疾病之间存在着某些联系。2022 年 8 月 31 日，一篇发表在 Neurology 上的最新研究将一个人的血型与早期中风的风险联系了起来。发现 A 型血的人患早发性中风的风险比其他血型的人更高。图片来源：Neurology 研究人员通过对 48 项关于遗传和缺血性中风的过往研究进行了荟萃分析，其中包含了近 17000 名中风患者和近 600000 名从未经历过中风的健康对照人群的数据。在中风患者中，又分为早发性中风（发生在 60 岁之前的中风）和晚发性中风（发生在 60 岁以上）。 他们研究了所收集的遗传信息，以确定与中风相关的遗传变异，最终发现了早发性中风与一个染色体区域有关，这个染色体区域中包含了决定 ABO 血型的基因。 ABO 血型是根据人的红细胞膜上是否存在抗原 A 与抗原 B 而将血液分成 4 种血型。红细胞膜上仅有抗原 A 为 A 型血，只有抗原 B 为 B 型血，同时存在 A 和 B 抗原则为 AB 型血，而 O 型

示例：Jurkat细胞用1μM喜树碱(Camptothecin) (左)或未加药 (右)处理4h，FITC-Annexin V/PI荧光双染细胞凋亡检测试剂盒染色后，流式细胞仪荧光检测。Annexin V-FITC单阳性细胞为早期凋亡细胞，Annexin V-FITC和PI染色双阳性的细胞为坏死细胞或者晚期凋亡。PI单染色阳性位裸核细胞。实测数据可能会因细胞类型、细胞凋亡情况，检测仪器等的不同而存在差异，图中数据仅供参考。流式检测细胞凋亡的数据分析方法：1） 选中所有颗粒，将FSC和SSC设置成对数坐标轴模式备用；2） 将横轴和纵轴分别设成Annexin通道和PI通道（7-AAD与此类似），选取双阴细胞群；3） 在双阴细胞门中，将横轴和纵轴分别设成FCS和SSC，将数据呈现方式改为轮廓图，找到细胞碎片，划出碎片门，应用于所有细胞；4） 在所有细胞中，反选碎片门，得到所有细胞；5） 将横轴和纵轴分别设成Annexin通道和PI通道，参照未经药物处理的对照组，划出十字门，确定不同群细胞的比例。

一、线粒体膜电位检测原理线粒体膜电位下降是细胞凋亡早期的标志性事件，发生在细胞核凋亡特征（染色质浓缩、DNA断裂）出现之前，一旦线粒体膜电位崩溃，细胞凋亡便不可逆转。JC-1是一种广泛用于检测线粒体膜电位∆Ψm的理想荧光探针，可以检测细胞、组织或纯化的线粒体膜电位。JC-1有单体和多聚体两种存在状态，两者发射光谱不同。在正常细胞内，线粒体膜电位较高，JC-1聚集在线粒体的基质中，形成聚合物，可产生红色荧光；凋亡早期，线粒体膜电位降低，JC-1不能聚集在线粒体基质中，此时JC-1为单体，可产生绿色荧光。通过JC-1从红色荧光到绿色荧光的转变可检测到细胞膜电位的下降，可将JC-1荧光颜色的转变作为细胞凋亡早期的检测指标。常用红绿荧光的相对比例来衡量线粒体去极化的比例。JC-1单体的最大激发波长为514 nm，最大发射波长为529 nm；JC-1聚合物的最大激发波长为585 nm，最大发射波长为590 nm。在流式图上表现为FL1和FL2双阳性，而凋亡细胞则大多为FL1单阳性。 二、线粒体膜电位检测实验操作指南1．根据实验需求配制1× JC-1 Assay Buffer 和JC-1染色工作液

一、实验原理细胞活力检测试剂盒(CCK-8) 可用于简便而准确的细胞增殖和毒性分析。其基本原理为：该试剂中含有WST-8【化学名：2-(2-甲氧基-4-硝基苯基)-3-(4-硝基苯基)-5-(2,4-二磺酸苯)-2H-四唑单钠盐】，在电子载体1-甲氧基-5-甲基吩嗪鎓硫酸二甲酯（1-Methoxy PMS）的作用下被细胞中的脱氢酶还原为具有高度水溶性的黄色甲瓒产物（Formazan dye）。生成的甲瓒物的数量与活细胞的数量成正比。因此可利用这一特性直接进行细胞增殖和毒性分析。CCK-8法是用于测定细胞增殖或毒性实验中活细胞数目的一种高灵敏度，无放射性的比色检测法,可替代传统的MTT法。 二、用途药物筛选、细胞增殖测定、细胞毒性测定、肿瘤药敏试验等。 三、优点使用方便，无需洗涤细胞，不需要放射性同位素和有机溶剂；CCK-8法能快速检测；CCK-8法的检测灵敏度很高，甚至可以测定较低细胞密度；CCK-8法的重复性优于MTT 法，产生的formazan 是水溶性的，减少因洗涤和溶解带来的误差；CCK-8法对细胞毒性小，可以多次测定选取最佳测定时间，与MTT 方法相比线性范围更宽，灵敏度更高

Annexin V实验对照设置Annexin V是常用的检测细胞凋亡的方法，一般通过流式细胞仪来检测。为保证实验结果的准确性，方便后续数据分析，通常需要设置不同对照实验组。①样本不带自发荧光：②样本带自发荧光空白对照：调节阈值和仪器电压。阴性对照：排除实验操作对实验结果的影响，扣除荧光背景，同时还可以作为实验组划门的依据。单阳对照：调节补偿，同时也可以辅助调节该通道的电压，防止信号超出仪器接受范围。注意事项：单阳对照组细胞一定要用明显有凋亡的细胞，因为调节补偿需要有足够的阳性信号样本带自发荧光需要设置三管单阳对照，确保每一管都只有一种荧光实验组：检测实验结果。Tips：样本为贴壁细胞：细胞培养基中漂浮的细胞需要收集，与后续收集的贴壁细胞一起检测避免人为操作带来的细胞损伤，如：胰酶消化时间要适宜，消化贴壁细胞时操作要轻柔等尽量不使用含EDTA的胰酶，因为EDTA会影响Annexin V与PS的结合。如果一定要用含EDTA的胰酶，终止消化后要将细胞洗涤干净，尽量去除EDTundefined细胞比较难消化时可以分批次进行消化，避免先消化下来的细胞被过度消化导致假阳性结果

Annexin V是一种钙离子依赖性磷脂结合蛋白，与磷脂酰丝氨酸PS有高度亲和力，可通过细胞外侧暴露的PS与凋亡早期细胞胞膜结合，将Annexin V标记上荧光染料利用流式细胞仪或荧光显微镜可检测细胞凋亡。由于凋亡晚期或坏死细胞膜完整性丧失，细胞核染色液可进入细胞内染色细胞核，搭配Annexin V使用可将处于不同凋亡时期的细胞区分开。 A．悬浮细胞：按照实验方案进行凋亡诱导，300 g离心5 min，弃上清，收集细胞，用PBS洗涤细胞一次，轻轻重悬浮细胞并计数。取1~5 × 105重悬的细胞，300 g离心5 min，弃上清。加入500 μL稀释成1 ×的Annexin V Binding Buffer工作液重悬细胞。细胞悬液中加入5 μL的荧光素标记-Annexin V和5 μL的细胞核染色液。轻柔涡旋混匀后，室温避光孵育15~20 min。反应完成后立即上机检测。如不能及时检测，请于冰上避光静置并于1 h内完成检测。检测1）流式细胞仪检测处理好的样本在流式细胞仪上检测。2）荧光显微镜分析取一滴用荧光素-Annexin V/细胞核染色液双染的细胞悬液（4步骤处理过的细胞悬液）于载玻

一、TUNEL法的实验原理细胞发生凋亡时, 染色体DNA双链或单链断裂产生大量的粘性3'-OH末端，可在脱氧核糖核苷酸末端转移酶(TdT)的作用下，将脱氧核糖核苷酸和荧光素、过氧化物酶、碱性磷酸酶或生物素形成的衍生物标记到DNA的3'-末端，从而可进行凋亡细胞的检测，这类方法称为脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(terminal -deoxynucleotidyl transferase mediated nick end labeling, TUNEL)。由于正常的或正在增殖的细胞几乎没有DNA的断裂，因而没有3'-OH形成，很少能够被染色。由此，TUNEL成为了检测DNA片段化(细胞凋亡)的最常用方法。(以TUNEL法细胞凋亡检测试剂盒(增强型，绿色荧光)为例)TUNEL检测：使用20 U/ml Dnase处理Hela细胞10分钟。 二、TUNEL实验中关键步骤1. 充分脱蜡和水化。脱蜡前可先将切片在 60ºC烤片 20 min，再使用二甲苯脱蜡2次，每次 5-10 min;而水化一般建议用梯度乙醇从高浓度到低浓度浸洗，便于后期试剂能充分、均匀的结合反应。2. 把握好细

一、检测原理Caspase (Cysteine-requiring Aspartate Protease)是在细胞凋亡过程中起重要作用的蛋白酶家族。Caspase在正常状态下以酶原的形式存在于胞浆中，没有活性；在细胞发生凋亡阶段，Caspase被激活，活化的Caspase可裂解相应的胞浆胞核底物，最终导致细胞凋亡。Caspase分光光度法检测试剂盒的原理是将Caspase序列特异性的多肽偶联至黄色发光基团pNA (p-nitroaniline)。当该底物被活化的Caspase剪切后，黄色发光基团pNA游离出来，可通过酶标仪或分光光度计（λ=405nm 或400nm）测定其吸光值，通过测定吸光度来检测Caspase的活性。 二、自备试剂PBS、蛋白定量试剂盒(Bradford法,选用) 三、实验操作指南1．准备工作：A、 裂解液溶解后混匀，冰浴备用。B、 裂解液工作液制备：每50 μL裂解液中加入0.5 μL DTT，冰浴备用。2．样本处理：A、悬浮细胞1） 诱导完成后的细胞，2000 rpm离心5 min，弃上清，收集细胞，PBS轻轻重悬细胞并计数。2） 2000 rpm离心5 min

Q：Annexin V 凋亡检测试剂盒的原理是什么？A：Annexin V 是一种钙离子依赖性磷脂结合蛋白，与磷脂酰丝氨酸 PS 有高度亲和力，可通过细胞外侧暴露的 PS 与凋亡早期细胞胞膜结合，将 Annexin V 标记荧光染料如 FITC 利用流式细胞仪或荧光显微镜可检测细胞凋亡。碘化丙啶(Propidium Iodide, PI)或 7-AAD 可与双链 DNA 特异性结合，并产生强烈的荧光，正常情况下无法透过细胞膜。由于凋亡晚期或坏死细胞膜丧失完整性，核染料 PI 或 7-AAD 可进入细胞内对 DNA 进行染色，与 Annexin V 搭配使用，可区分处于不同凋亡时期的细胞。 Q：Annexin V 凋亡检测结果如何看？A：Annexin V-PI- —真正的活细胞，Annexin V 和 PI 都无法染上；Annexin V+PI- —细胞只有PS外翻，细胞膜完整，PI 无法染上，此时的细胞为早期凋亡细胞，如果撤走凋亡诱导条件，凋亡可能逆转；Annexin V+PI+ —PS外翻，细胞膜已经受损，PI 染料可以进入细胞内与 DNA 结合，此时细胞为晚期凋亡或坏死细胞，凋亡

冬眠是一种生物学现象，是对季节性食物短缺的一种适应，为了在没有食物的情况下度过漫长的冬天，冬眠动物（如地松鼠）可以减缓高达 99% 的新陈代谢，在没有任何膳食蛋白质摄入和运动的状态下，但它们仍然需要蛋白质等重要营养物质来维持肌肉。2021 年 1 月 27 日， 美国威斯康星大学麦迪逊分校研究团队在 Science 上发表了一篇题为 Nitrogen recycling via gut symbionts increases in ground squirrels over the hibernation season 的论著，这项新研究揭示了肠道微生物如何帮助冬眠动物循环营养，维持肌肉过冬。研究成果（图源：Science）任何动物，不运动的时间越长，骨骼和肌肉就会开始萎缩，失去质量和功能。由于没有任何膳食蛋白质摄入，冬眠者就需要通过另一种方式来获得肌肉所需的物质。动物体内的氮来源于蛋白质，它以尿素的形式积累于所有动物体内，而尿素是尿液的成分之一。尽管食物缺氮且长时间不活动，但冬眠的动物在冬季肌肉蛋白质合成率可以达到非冬眠期间水平，几乎没有失去肌肉质量和功能。他们在冬眠期间如何保存组织

一个世纪前人们就知道，仔细咀嚼食物有助于防止肥胖和体重增加，是可以养成健康的饮食习惯，这一古老智慧也在零星的科学研究中得到过验证。 通常情况下，咀嚼过程会增加能量消耗，并使肠道运动增强，从而导致食物摄入后体内热量的增加，这被称为饮食诱导的产热（diet-induced thermogenesis, DIT），也被称为食物消耗的热效应。 细嚼慢咽真的有助于减肥吗？最近，日本早稻田大学的 Yuka Hamada 博士和 Naoyuki Hayashi 教授在 Scientific Reports 上发表了一项关于咀嚼和 DIT 之间的因果关系的研究，强调了通过口腔刺激（口中品尝食物和咀嚼的时间）来增加 DIT，从而可以避免超重和肥胖。研究成果（图源：Scientific Reports） 在早些时候，该研究小组就发现，缓慢进食和充分咀嚼不仅增加了 DIT，还增强了腹部内脏区域的血液循环。这些研究将咀嚼诱导的 DIT 与腹部消化吸收相关活动的增加联系起来，为进一步探索关键点留下了空间。 Hayashi 教授解释说道：「我们不确定进入消化道的食物团块大小是否会影响缓慢进食后观察到的 DIT 增

1. Nature：云计算发现新型病毒 目前，在全球范围内对病毒进行检测是预防和预测病毒传播的有效手段之一。 2022 年 1 月 26 日，温哥华 Artem Babaian 教授团队在 Nature 杂志上发表研究论文 Petabase-scale sequence alignment catalyses viral discovery。 该研究开发出一种名称为 Serratus 的云计算平台，该平台能够实现 PB（1 PB = 1024 TB）级别的序列比对，如同打开「天眼」同时鉴定出了超过 105 个新型 RNA 病毒！图 1：来源 Nature2. Nucleic Acid Research：韩春雨团队开发基于 Cas6 的 RNA 荧光追踪系统追踪 RNA 在活细胞中分布的技术可极大推动其研究。2022 年 1 月 21 日，河北科技大学韩春雨团队在 Nucleic Acids Research 杂志上发表研究论文 A Cas6-based RNA tracking platform functioning in a fluorescence-activation mode

近日，来自香港中文大学的 Siew C Ng 团队，在 Gut 杂志上发表了题为 Gut microbiota dynamics in a prospective cohort of patients with post-acute COVID-19 syndrome 的研究性论文，表明人的肠道微生物组组成，可能与感染 SARS-CoV-2（导致 COVID-19 感染的病毒）数月后，出现并发症或持续症状的风险有关。图片来源：Gut 研究内容 急性后 COVID-19 综合征 在 2020 年 2 月 1 日至 8 月 31 日期间，研究者从香港三间区域医院招募了 106 名患者，并对其进行了为期 6 个月的随访。中位年龄为 48.3 岁，56 人（52.9%）为女性。 在这些患者中，高血压（17%）是最常见的合并症，其次是 2 型糖尿病（15.1%）。大多数患者在住院期间出现轻度至中度 COVID-19（81.1%），25 名患者（23.6%）在住院期间接受了抗生素治疗。 在 3 个月和 6 个月时，分别有 86 名（81.1%）和 81 名（76.4%）的 COVID-19 患者报

导读 衰老是一个多因素过程，其特征是线粒体功能障碍增加、氧化应激、DNA 损伤和全身慢性炎症等一系列渐变过程。衰老细胞无法增殖，但仍保持代谢活性，并分泌各种促炎趋化因子、细胞因子和白细胞介素等，这些被称为「衰老相关的分泌表型」（SASP）。 组织纤维化是由于细胞外基质（ECM）成分的过度沉积，通常由慢性炎症引起。虽然卵巢炎症是一个正常的过程，然而却对卵母细胞质量，排卵和排卵伤口修复至关重要。在整个生殖生命周期中，炎症、伤口愈合和不断重塑的反复状态被认为是促进卵巢纤维化的持续刺激物，而卵巢纤维化则更容易导致不孕和更年期提前。 二甲双胍是一种著名的治疗 2 型糖尿病的药物，可减少肠道对葡萄糖的吸收，改善外周葡萄糖摄取，增加胰岛素敏感性，最终降低血糖水平。此外，二甲双胍还以多种神奇功效，成为科研界当之无愧的「神药」之一。除了降血糖，它还能抗衰老、防癌症、保护心血管……近日，又有新研究表明二甲双胍可以预防与年龄相关的卵巢纤维化。 2022 年 9 月 2 日，来自加拿大渥太华大学等单位的研究人员在 Science Advances 发表了题为 Metformin prevents age-as