研究人员发现保持工作记忆工作的关键

工作记忆是抽象推理的基础,也是人类大脑的决定性特征。它在精神分裂症和阿尔茨海默病等疾病中也会受损。

耶鲁大学的研究人员在3月19日的《神经元》杂志上发表报告称,现在他们发现了一种帮助神经元在工作记忆中保持信息的关键分子,这可能会带来治疗神经认知障碍的潜在方法。

“工作记忆来自于前额叶皮层的神经回路,”资深作者、神经科学资深研究科学家王敏说。“我们已经了解到这些电路有特殊的分子维护要求。”

前额叶皮层的神经元相互刺激,以“记住”信息。“这些回路就像大脑中的素描本,当我们在隔壁房间找剪刀的时候,让我们记住焦糖洋葱正在煎锅里烹饪。”

新的研究表明,这些前额叶皮层回路依赖于排列在前额叶皮层神经元表面的神经递质乙酰胆碱刺激的毒蕈碱M1受体。阻断毒蕈碱M1受体减少了与工作记忆有关的神经元放电,而激活M1受体有助于恢复神经元放电。作者认为,由于在精神分裂症和阿尔茨海默病中,乙酰胆碱对M1受体的作用减弱,因此M1受体可能成为一个潜在的治疗靶点。

王指出,目前一种治疗精神分裂症的药物刺激了这种M1受体,并在早期临床试验中显示出了希望。

耶鲁大学的维罗妮卡·加尔文(Veronica Galvin)是这篇论文的第一作者,该论文主要由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助。

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一个宅在家里的世界在耶鲁的“幸福科学”课程中找到了安慰

就在刚刚过去的一个月里,在这个越来越宅在家里的世界里,有超过60万人报名参加了耶鲁大学(Yale)的免费在线课程“幸福的科学”(the Science of Well Being)。这门课程最初是2018年春季由耶鲁大学(Yale)心理学教授劳里·桑托斯(Laurie Santos)在校园里开设的。

作为耶鲁大学三百年历史上最受欢迎的一门课程,“幸福的科学”强调了一些研究,这些研究揭示了关于什么让我们幸福的误解,以及我们可以采取哪些具体步骤来过上更充实的生活。

在过去的一周里,新闻和社交媒体重新发现了这门课程,许多人建议将其作为一种与生活中重要课程重新联系起来的方式,因为全世界的人都进入了一个焦虑缠身的隐居期。

公众的反应是压倒性的。

2018年3月20日至2019年3月19日,这门课的总注册人数为53.9万人,成为耶鲁历史上最受欢迎的在线课程。截至3月24日,2020年的注册人数为1153,744人,仅3月份就有631,980人注册。此外,最近有1050万人访问了这个网站。

上周,桑托斯自己的播客“快乐实验室”的下载量也达到了50万次,她还录制了一个关于COVID-19的播客。

桑托斯说:“就在过去几天里,人们对这门课的兴趣令人难以置信,有点超现实。”“我认为,就像人们在这场危机中关注以证据为基础的保持身体健康的方法一样,人们也在寻找以证据为基础的方法来改善他们的精神健康。”

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T细胞如何确保它们有安静的时间

所有的细胞,像所有的人一样,需要“安静”的时间才能正常工作,T细胞尤其如此,它是免疫系统的主要武器之一。它们必须随时准备被激活,并且比体内几乎任何细胞都要迅速地分裂。

当T细胞过度工作时,人们更容易受到免疫反应过度活跃的疾病的影响,如淋巴瘤、白血病和自身免疫性疾病。

现在,耶鲁大学的研究人员发现了维持T细胞安静期的两个关键因素,也就是细胞分裂时所经历的阶段。这一发现暗示了一种治疗免疫系统反应过度的疾病的潜在新药靶点。他们的研究成果发表在3月12日的《科学》杂志上。

“每个T细胞都有一个油门踏板和刹车同时工作,”资深作者理查德·弗拉维尔(Richard Flavell)说。他是斯特林免疫生物学教授,也是霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)的研究员。“一旦这些刹车失灵,汽车就会高速起飞。”

弗拉维尔和合著第一作者黄哲伦(Soo Seok Hwang)想要探索是什么让T细胞“刹车”有序。免疫细胞的快速激活对及时应对病原体至关重要,但与所有细胞一样,T细胞必须进入其周期的安静期,以便分裂和复制。

该实验室发现两种特定的因子,BTG1和BTG2,通过减少信使RNA (mRNA)的数量来起到细胞刹车的作用。信使RNA包含制造T细胞的指令。缺乏这两种因子的小鼠表现出过量的mRNA和它们编码的蛋白质,以及高水平的T细胞活化。

研究人员推测,增强这些因素可能有助于防止T细胞的过度激活,这是一些癌症和自身免疫性疾病的一种状态特征。他们说,相反地,以BTG1和BGT2为靶点可能有助于启动反应迟缓的免疫系统。

耶鲁大学的Jaechul Lim是这篇论文的第一作者之一。

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耶鲁大学的研究可能有助于解决关于低卡路里甜味剂的激烈争论

近年来的几项研究表明,食品和饮料中的低热量甜味剂会扰乱人体新陈代谢,促进糖尿病和肥胖症的发展。但其他研究发现,摄入低热量饮料和食物对新陈代谢几乎没有影响,实际上可能有助于减肥。

耶鲁大学研究人员3月3日在《细胞代谢》杂志上发表的一项新研究可能有助于调和这些相互矛盾的发现。

研究显示,那些定期喝饮料与低热量的甜味剂蔗糖素,发现在低卡路里的饮料、糖果、早餐酒吧、和其他产品,体验问题代谢和神经反应,但只有当碳水化合物的形式无味的糖添加到饮料。相比之下,只喝低热量甜味剂饮料或真正含糖饮料的人,大脑或新陈代谢对糖的反应没有变化。

高级作者、精神病学和心理学教授、现代饮食和生理研究中心主任达纳·斯莫尔(Dana Small)说:“受试者在两周内喝了7杯低热量饮料,每杯饮料的热量相当于两包Splenda。”“当饮料只含低热量的甜味剂时,没有观察到任何变化;然而,当同样数量的低热量甜味剂与添加到饮料中的碳水化合物一起食用时,糖的代谢和大脑对糖的反应就会受到损害。”

这项研究的目的是验证这样一个理论,即食用不含卡路里的甜食和饮料会“破坏”能量摄入的甜味味觉,导致对糖的生理反应减弱,最终导致体重增加、葡萄糖耐受不良和糖尿病。

研究人员在报告中称,这项对45人进行的新研究表明,“脱钩”假说是错误的:相反,研究结果表明,食用低热量甜味剂和碳水化合物会损害新陈代谢。

“底线是,”斯莫尔说,他也是耶鲁大学新成立的营养精神病学部门的负责人,“至少在少量的情况下,个人可以放心地喝无糖汽水,但他们不应该添加薯条。”

斯莫尔说:“这是一个重要的信息,特别是对于那些不应该吃糖的糖尿病患者来说。”

耶鲁大学的Jelle R. Dalenberg和Barkha P. Partel是这项研究的共同第一作者。

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耶鲁大学的研究人员帮助恢复因代谢疾病而紊乱的荷尔蒙平衡

发达国家的许多健康问题源于肝脏中葡萄糖生产和能量利用之间微妙的代谢平衡被破坏。现在,耶鲁大学的科学家们在3月4日的《自然》杂志上报告说,他们已经发现了在这两个截然不同但又相互关联的过程之间引发代谢失衡的分子机制,这一发现对糖尿病和非酒精性脂肪肝(NAFLD)的治疗具有重要意义。

由胰腺分泌的激素胰高血糖素在新陈代谢中起着至关重要的作用。在食物短缺的时候,它可以启动肝脏葡萄糖的生产,葡萄糖是大脑的基本燃料,这个过程被称为葡萄糖异生作用。糖尿病的特征是血糖过高,这一过程被打乱。

现在,由资深作家杰拉尔德·舒尔曼和第一作者雷切尔·佩里领导的耶鲁大学研究小组报告称,他们发现了胰高血糖素是如何在肝脏的能量生产和利用之间维持代谢平衡的。

“通过应用新的方法来评估肝脏代谢,我们能够描绘出胰高血糖素工作的分子机制,”舒尔曼说,他是乔治·r·考吉尔医学教授和细胞和分子生理学教授。

佩里是细胞生物学助理教授。分子生理学和医学。

此前,研究人员一直致力于用胰高血糖素来降低糖尿病患者升高的血糖。但是这些实验性的治疗导致了潜在的严重副作用,包括表明脂肪肝的肝酶的积累。

这项新研究的重点是钙信号在线粒体中的作用,线粒体是细胞的能量生产工厂。

研究人员发现,一种名为肌醇三磷酸受体1 (INSP3R1)的蛋白质在肝内对胰高血糖素的反应中,同时调节糖异生和脂肪氧化。研究小组发现,INSP3R1通过调节细胞内的钙信号来影响糖异生,通过影响线粒体内的钙信号来影响脂肪氧化。

佩里说:“我们确定线粒体钙运输是一个潜在的目标,以促进胰高血糖素的良好效果,促进肝脏线粒体脂肪氧化,逆转NAFLD,而不刺激糖异生的不良影响。”

当肥胖的啮齿动物长期服用胰高血糖素时,这种激素可以逆转NAFLD并改善机体对胰岛素的反应。然而,当没有INSP3R1的肥胖小鼠长期使用胰高血糖素时,这种激素没有作用。

作者总结道:“这些结果为胰高血糖素生物学提供了新的见解,并表明,由INSP3R1介导的线粒体钙转运可能是治疗NAFLD和2型糖尿病的新靶点。”

这项工作主要由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助。

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怀孕期间压力的有害影响会持续一生

耶鲁大学(Yale University)研究人员3月5日在《细胞》(Cell)杂志上发表的研究报告称,在子宫内和出生后不久就暴露在压力下的小鼠,一生中可能会出现免疫系统缺陷,阻碍它们抵御感染和癌症的能力。

在一项新的研究中,他们追踪了老鼠在子宫内或出生后不久接受了含有压力激素糖皮质激素的液体溶液后一生中所经历的生理变化。糖皮质激素是一种天然产生的激素,可以减少炎症,帮助婴儿和成人迅速适应环境危险,如饥饿或暴力。例如,医生用它们来治疗由过度活跃的免疫系统引起的哮喘和自身免疫性疾病。

但是,研究人员发现,早年接触应激激素会永久性地改变许多免疫系统的反应,降低人体抵御细菌感染和抗击肿瘤的能力。

该研究的资深作者、霍华德·休斯医学研究所研究员、耶鲁大学免疫生物学家Ruslan Medzhitov说:“老鼠在它们的余生中会以与那些没有接触过糖皮质激素的老鼠完全不同的方式重新连接和重新编程。”

Medzhitov和同样来自耶鲁大学的第一作者Jun Young Hun,对服用糖皮质激素的老鼠发生的一系列生理变化进行了分类,这些变化对它们以后的生活产生了严重的影响。例如,成年后,暴露的小鼠比未暴露的小鼠更容易受到细菌感染和肿瘤。一个具体的生理变化是,一个关键T细胞对病原体和其他威胁的反应活性降低。

作者说,这项研究有助于解释为什么每个人抵御感染的能力差异如此之大。它还解释了人类历史上发现的一种社会现象:强调在怀孕期间保护妇女免受压力。

“在所有的文化中,都有保护妇女在怀孕期间免受压力的措施,”他说。“早期生活压力的影响不会就这样消失。”

研究报告的作者们说,随着人们对早期暴露在压力下所导致的分子变化了解得越来越多,医学科学就越有可能找到一种将其危害降至最低的方法。

“我们还没到那一步,”梅济托夫说。

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