摘要:2021年诺贝尔生理学或医学奖授予美国生理学家戴维?朱利叶斯（David Julius）和分子生物学家阿德姆?帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian），以表彰他们在发现温度感受器和触觉感受器中所做出的突出贡献. 机体对热、冷和机械压力等外界刺激的感知能力对于人们适应不断变化的环境至关重要，可以避免其遭受伤害. 在David Julius和Ardem Patapoutian的发现之前，神经系统如何感知热、冷和机械压力并如何将这些刺激转化为神经冲动尚不清楚. 温度感受器TRPV1和触觉感受器PIEZOs的发现则揭开了这些感受器神秘的面纱，促进更多的TRP受体家族以及PIEZO受体家族成员的发现及其功能的相关研究，并从一个全新的角度为多种疼痛相关疾病的治疗提供新靶点. 本文总结了这两类感受器的发现过程、结构和作用机制，并介绍了温度与触觉感受器异常所导致的疾病以及它们作为药物研发靶点的最新进展.

摘要:2021年诺贝尔生理学或医学奖由戴维·朱利叶斯（David Julius）和阿德姆·帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian）共同获得，以表彰二人分别在温度感受器辣椒素受体（TRPV1）和触觉感受器PIEZO1/2方面做出的杰出贡献. 此项工作有助于阐明神经系统如何感知冷、热和机械刺激的机制，以及开发治疗疼痛的药物. 本文简介David Julius关于能被辣椒素、 热（>43℃）、酸（pH<6.0）激活的TRPV1的开创性工作，以及TRPV1在外周和中枢敏化，从而增强癌症痛、慢性炎症痛、神经病理性痛等方向的最新成果.

摘要:人类感觉包括：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉，还有温觉、痛觉等. 生物体是如何感知物理世界的问题一直吸引着人类，虽然在不同感知觉受体的发现及研究过程中不断取得新的突破性进展，但是对这些感知觉基础生物学层面的理解仍然有限. 2021年度诺贝尔生理学或医学奖授予感知觉研究领域，以表彰David Julius和Ardem Patapoutian 在感知温度与触觉受体的发现上做出的深远而广泛的贡献. 对于听觉研究而言，虽然早在1961年就获得诺贝尔奖，但是听觉受体的研究仍然不足. 本文着重对无脊椎动物触觉及听觉受体NOMPC、哺乳动物听觉受体TMC的发现及研究进程进行详细介绍，并对未来感知觉领域的发展提供建议.

摘要:小胶质细胞控制着中枢神经系统主要的免疫功能，在各种精神疾病中发挥重要作用. 某些信号通路的激活引发的神经炎症与抑郁症的发生有着密切的关系. 小胶质细胞是神经炎症的主要介导者，不同的刺激促进小胶质细胞极化，不同极化类型的小胶质细胞能分泌多种炎性细胞因子，在神经炎症调节中具有重要的作用. 临床研究和体内外实验研究表明，抑郁症与小胶质细胞极化介导的神经炎症有关. 小胶质细胞极化参与抑郁症发生发展的可能机制包括NF-κB信号通路激活、呼吸爆发、补体受体3信号通路、NLRP3炎症激活、cannibalism受体1、Notch-1信号通路和过氧化物酶体增殖物激活受体γ的激活. 本文就小胶质细胞极化与抑郁关系的研究进展作一综述.

摘要:抑郁症因其高患病率、高致残性和高复发率等特征成为目前困扰全球的严重健康问题之一，给社会带来极大负担. 近年来发现的CREB转录共激活因子1 （CREB-regulated transcription coactivator 1，CRTC1）在大脑中尤其在海马神经元高表达，其在神经元树突生长发育、突触可塑性和行为等过程中发挥重要作用. 自2012年首次报道Crtc1基因敲除小鼠产生以抑郁样为主的行为学表型以来，越来越多的报道提示CRTC1在抑郁症的发生发展过程中扮演着重要角色. 本文从行为学、相关信号通路及参与抗抑郁药的作用等方面对CRTC1在抑郁症中的研究进行综述.

摘要:抑郁症是一种患病率高、易复发、自杀率高的精神障碍疾病，容易导致认知功能损伤等问题. 光疗以无创、副作用小、疗效快等优势受到广泛的关注，为调节抑郁症生物节律和睡眠障碍等症状提供了新的可能性. 光信号通过视网膜神经节细胞投射到抑郁脑区参与非视觉成像功能，激活神经细胞活动，分泌神经递质使神经通路产生生理性改变，对生物机体的昼夜节律、情绪、睡眠产生调控作用，达到改善抑郁行为的目的. 光的波长、剂量和最佳作用模式与治疗效果息息相关，但目前光疗的最佳应用模式仍存在争议. 为了全面促进光疗在生命科学领域以及临床上的应用，仍需进行大量的临床与模型动物光学参数研究. 本文从光疗路径、不同光谱作用机制、光学参数、作用疗效、存在问题及展望进行综述，促进光疗调控抑郁症的深入研究.

摘要:抑郁症是以显著而持久的情绪或心境低落为主要表现的精神疾病. 在各种治疗抑郁症的手段中，光疗因副作用小、成本低而受到越来越多的关注. 光疗作为一种物理治疗方法，利用人工光源或自然光源，通过不同时长和不同强度的光线照射达到防治疾病和辅助治疗的目的. 动物实验和临床试验均验证了光疗能有效缓解抑郁症状. 然而，目前光疗抗抑郁作用的神经机制还未完全明确，光疗的应用范式也尚存争议. 本文简述了光疗在抑郁症中的临床应用及光疗抗抑郁的神经机制，为光疗抗抑郁的优化及推广提供理论支持.

摘要:钙稳态调节蛋白2（calcium homeostasis modulator 2，Calhm2）参与钙离子活动和ATP释放的调控. 本实验室的前期工作已经证实，Calhm2可以介导星形胶质细胞ATP的释放，在抑郁症的发生发展中起到重要作用. 为了进一步探究Calhm2在抑郁症发生发展中的分子机制，本文首先预测了Calhm2的ATP结合位点，即位于第87位点的谷氨酰胺（Q87），并将其突变为丙氨酸（A），建立了一个携带calhm2突变（Q87A）的小鼠品系. 随后，通过对原代星形胶质细胞的胞内和胞外ATP检测，发现Calhm2 Q87A突变导致星形胶质细胞ATP的释放下降；此外，通过对小鼠大脑海马切片的ATP检测，发现Calhm2 Q87A突变小鼠海马组织的ATP释放较正常小鼠下降；最后，通过给予慢性温和不可预知应激（chronic unpredictable mild stress，CUMS）来诱发小鼠抑郁样行为，发现Calhm2 Q87A突变小鼠抑郁样行为相对野生型小鼠表现得更为严重. 综上所述，本文发现Q87位点对Calhm2介导的星形胶质细胞ATP释放发挥重要作用，该位点的突变增加了外界压力刺激诱导抑郁样行为的易感性，进一步明确了Calhm2蛋白在抑郁症发生发展中的分子机制，为抑郁症相关疾病的诊断和治疗提供了新的理论基础.

摘要:端粒位于真核细胞线性染色体末端，正常的端粒长度与结构对于细胞基因组稳定的维持有重要作用. 端粒DNA序列的高度重复性使其容易形成一些特殊的二级结构，相比染色体其他位置更难复制. 结合在端粒上的Shelterin蛋白复合体由六个端粒结合蛋白组成，该复合体可以通过抑制端粒处异常DNA损伤修复途径的激活维持端粒的稳定. 此外，近几年的研究显示，Shelterin蛋白复合体还具有调控功能异常端粒的DNA修复途径选择，参与端粒的复制功能. 因此，本文就最近发现的Shelterin蛋白复合体成员调控的端粒处DNA修复及参与的端粒复制过程进行综述.

摘要:受到妊娠周期的影响，乳腺组织在雌性哺乳动物一生中经历着妊娠-哺乳-退化的周期性发育变化. 在乳腺退化到再次泌乳的过程中，乳腺细胞经历凋亡和更新，从而实现乳腺组织的自我更新和修复，即乳腺重构. 重构期间乳腺在组织结构和生理过程中发生显著变化，但该过程物种间差异较大. 乳用家畜为维持泌乳，妊娠期和干奶期重叠，展示出独特的再生性乳腺重构. 再生性乳腺重构对乳畜乳腺健康和下一周期的泌乳具有重要意义，研究此过程将为后续调控乳腺自我更新和改善乳腺健康提供思路. 本综述总结了近年来动物乳腺重构的研究进展，系统归纳了影响乳腺重构的因素，包括激素、蛋白酶、细胞因子、热应激、氧化应激、光照周期等，旨在解析乳腺重构的生理机制，为精准调控该过程提供科学依据.

摘要:新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）是一种由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）引发的传染病. 此种病毒传染性强，患者感染后会出现严重的急性呼吸道感染症状，部分患者感染后预后极差甚至死亡，其严重地影响到人们的正常生活. 现阶段各个国家正在积极地进行相关研究，并对疫情爆发后所要采取的应对方案进行了深入探讨. 本文围绕SARS-CoV-2的病原学特点、致病机理和检测方法以及COVID-19的治疗和预防等方面进行重点讲述.

摘要:随着太赫兹源和探测技术的不断进步，太赫兹技术迅速发展并在众多领域有着广泛的应用前景. 特别是在生物医学领域，太赫兹技术有望成为一种新型治疗手段. 本文首先介绍了太赫兹的电磁波特点及3种太赫兹波产生方式. 其次介绍了太赫兹辐射在生物上的两大效应：热效应和非热效应. 最后从细胞和生物体两大层面上，详细介绍了太赫兹辐射对不同细胞的生物效应和一些相关分子通路改变，以及太赫兹辐射在不同生物体上的作用效果，为太赫兹生物相关研究人员提供参考.

摘要:线粒体是先天性免疫的关键调控者，具体表现为：线粒体可以通过释放多种线粒体损伤相关分子模式（damage-associated molecular patterns，DAMPs）来诱发先天性免疫应答，如线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）、线粒体转录因子A（mitochondrial transcription factor A，TFAM）、线粒体N-甲酰肽（mitochondrial N-formyl peptides，F-MITs）、ATP等. 然而，病毒也利用相应的机制抑制线粒体DAMPs诱导的先天性免疫. 众所周知，适度的运动对机体免疫系统有着积极健康的影响，而大强度运动反之. 再者，运动又与线粒体的关系密切. 因此，运动很可能通过线粒体DAMPs的释放来调控先天性免疫. 本文综述了线粒体DAMPs与先天性免疫的联系，并探讨了运动在其中所扮演的角色，以期从线粒体的视角为运动对先天性免疫的调控机制提供新的研究思路.

摘要:TAR DNA结合蛋白43（transactive response DNA binding protein 43，TDP-43），一种可变剪切因子，可以特异性地结合富含TG序列的DNA，涉及多种神经退行性疾病. 分子动力学模拟方法虽然是研究分子间相互作用强有力的工具，但它非常耗时，且难以对有大的构象变化的体系进行充分采样来研究其变构行为. 本工作使用粗粒化的基于弹性势的高斯网络模型（Gaussian network model，GNM）研究人TDP-43与靶标DNA间相互作用的动力学. 进一步地，利用本课题组之前提出的基于GNM的热力学循环方法识别TDP-43与DNA相互作用的关键残基，其微扰引起了大的结合自由能的变化. DNA结合后，TDP-43上富含正电残基的loop1和loop3片段有较大的柔性损失，这反映了它们在识别和结合中的诱导契合作用. 另外发现，基于热力学循环的方法不仅识别到一些与DNA特异性相互作用有关的重要残基，而且识别到一些远离结合界面但在结合引起的分子构象变化中发挥重要作用的残基. 本研究有助于理解TDP-43与DNA的特异性相互作用，可为药物设计提供重要信息，另外该方法可以很方便地拓展到其他蛋白质-核酸相互作用动力学的研究.

摘要:吸收强度涨落调制成像（AIFM）方法是基于血红细胞和背景组织对低相干光照明的吸收差异，通过在频域分离动态的血红细胞信号和静态的背景信号，实现对近透明活体生物样本全场无标记的光学血管造影成像. 但此成像方法需采集较长的原始图像序列，系统漂移或生物抖动会造成图像模糊，难以实现对某些特定区域的血管造影成像. 本文提出一种结合AIFM成像和归一化互相关算法的新方法来提升血管造影图像的质量：原始的图像序列被分成若干短时序列，每个短时序列先利用AIFM成像算法重构得到全场的血管造影图像；再利用归一化的互相关算法将所有的短时重构图像与第一帧重构图像相匹配，并融合得到最终的血管造影片. 我们以活体鸡蛋胚胎为样品，通过实验验证了利用短时归一化互相关AIFM成像方法，能够消除鸡胚胎心跳引起的图像模糊，从而获得高分辨率和信噪比的心血管造影片，对研究活体动物心脑血管疾病具有重要应用价值.