摘要:揭示脑的奥秘是人类面临的最大挑战之一。神经元是构成神经系统结构与功能的基本单位。神经元与神经元之间通过突触实现信息交互，并构成神经环路或神经网络。神经环路有局部的，也有跨脑区或长程的，甚至全脑尺度的。神经环路则是脑实现神经信息处理的基本单元。若干神经环路构成脑网络。脑网络研究已经成为脑功能与脑疾病研究领域的热点。
在国家自然科学基金委员会和科技部“973计划”等项目的支持下，我国科学家在这一领域已经开展了卓有成效的工作。2011年第393次香山科学会议“脑网络组及其临床应用的前沿科学问题”曾对此进行过比较深入的研讨。为促进对该领域现状及发展的了解，本期汇集了2篇述评和2篇研究论文，作为脑成像与脑网络专题发表，以飨读者。
利用9.4T功能磁共振成像(fMRI)获得轻度麻醉状态下大鼠静息状态及刺激激活的数据，通过互相关分析构建节点之间的相关系数矩阵并计算相应的网络参数，赖永秀等人报道了大鼠感觉运动系统静息态脑网络的研究成果，发现感觉运动系统在静息态时的脑网络具有小世界属性。
扩散磁共振成像(dMRI)的出现为大脑结构与功能研究提供了全新的检测手段，雷皓等报道了小动物高分辨扩散磁共振成像数据分析方法，为小动物脑dMRI研究提供了统一图像模板与完善的计算方法，对于检测神经纤维微观结构的变化，以及临床诊断，将具有极其重要的意义。
神经环路功能变化的实时在体监测是研究脑网络不可或缺的手段，曾绍群等评述了基于声光偏转器的快速无惯性随机扫描双光子显微成像技术的研究进展及发展趋势，指出该技术的进一步发展将为神经活动观测提供一种全新的方法，从而极大地推动脑科学研究的发展。
针对哺乳动物全脑的神经元网络成像，龚辉等从空间分辨率、探测范围、数据配准和成像速度等方面评述了光学显微水平全脑成像方法的研究进展，并讨论所面临的挑战。他们指出，要在全脑尺度获取突起水平分辨率的结构与功能数据，光学成像方法最为成熟。华中科技大学研制的MOST系统，率先获得了一系列高分辨率的完整大脑解剖数据集，该成果将在神经元网络的构建和脑功能与疾病研究中发挥重要作用。
我们期待更多、更好的有关脑成像与脑网络的论文发表，以更广泛和深入地促进我国脑科学研究领域的学术交流。

摘要:在全脑水平研究哺乳动物复杂的脑神经网络是现代脑科学的重要研究目标之一，但由于缺乏合适的研究方法，已有的研究还局限于高等动物的局部脑回路或低等动物的脑网络．为了实现大范围的高分辨三维成像，近10年来，发展出了一些光学显微成像新方法，已经或有希望应用于哺乳动物全脑的神经元网络成像研究中．本文对上述方法进行了归纳和比较，综述了各种成像技术在空间分辨率、探测范围、数据配准和成像速度等方面的性能表现及面临的挑战．

摘要:双光子荧光显微镜是神经科学研究中的重要观测仪器，但是现有的商品化仪器受限于较低的成像速度，难以满足脑功能研究中毫秒量级神经信号检测的需要．基于声光偏转器的快速随机扫描双光子显微成像技术，有望在保持信噪比的同时提高观测速度．本文综述了这一研究的最新进展，从飞秒激光经过角色散器件后的时空演化理论、声光偏转器的色散补偿方法、随机扫描成像仪器及仪器应用到神经成像时钙信号的识别方法四个方面分别进行介绍，最后分析了随机扫描双光子显微成像技术的发展趋势．这项技术的系统深入研究将为神经活动观测提供一种全新的方法，推动脑科学研究的发展．

摘要:扩散磁共振成像(dMRI)是一种非侵入性的、能提供生物体内水分子扩散运动相关信息的成像技术，可用于检测神经纤维微观结构的变化．dMRI的出现为大脑结构与功能研究提供了全新的检测手段．过去的20年中，dMRI在实验方法和临床应用上均取得了重大进展．然而dMRI应用在基于动物模型的临床前脑成像研究中却并不常见．本文针对dMRI在临床前脑成像研究中的应用，建立了系列针对小动物高分辨dMRI数据的分析方法：a．构建了大鼠高分辨dMRI图像模板；b．实现了适用于小动物研究的基于体素的统计分析(VBA)方法与基于纤维束的空间统计分析(TBSS)方法；c．实现了小动物脑白质纤维束的确定性与概率性跟踪．这些方法的实现不仅能为小动物脑dMRI研究提供统一的图像模板与完善的计算方法，还将大大促进dMRI技术在小动物脑成像研究中的应用．

摘要:为了理解啮齿类动物的脑功能连接，本文利用9.4T fMRI获得轻度麻醉状态下大鼠静息状态及刺激激活的数据，通过互相关分析构建节点之间的相关系数矩阵并计算相应的网络参数．结果发现：给予前爪电刺激时，刺激对侧初级感觉皮层(S1)、丘脑(Tha)有较强的正激活，双侧尾状壳核(CPu)有较强的负激活．静息状态时大鼠感觉/运动皮层内部、丘脑内部的连接性较强，而感觉/运动皮层与丘脑之间的连接较弱，双侧感觉运动系统之间存在较强的同步低频振荡，感觉运动系统在静息态时的脑网络具有小世界属性．结果提示，啮齿类动物在大脑信息处理中的功能分离和整合可能与人类存在某些相似性，支持哺乳动物中枢神经系统的基本功能存在遗传保守性的观点．

摘要:黏细菌的显著特征之一是能够合成结构多样、功能丰富的天然产物．模块化聚酮合酶(PKS)和非核糖体肽合成酶(NRPS)途径是黏细菌合成天然产物的主要方式．与经典模块PKS/NRPS相比，黏细菌来源的模块化PKS/NRPS常表现出新颖的装配特征，显示出多样化的遗传加工潜能和装配产物结构多样性．本文综合归类分析了黏细菌来源的模块化PKS/NRPS遗传装配线类型及其对应化合物的生化结构特征，图文并茂地呈现了黏细菌在遗传、生化、组合生物合成、进化和药物开发领域的生机和潜能，并展望了基因组学时代带来的契机．

摘要:周围神经损伤在创伤中较为常见，易造成神经系统部分或全部损伤，从而导致功能丧失和其他神经性疾病．尽管周围神经损伤的治疗效果随着科技的发展有了明显提高，但距离真正的形态和功能重建还相差甚远，神经再生及功能恢复速度缓慢仍是临床治疗的难点．电刺激因使用方便、无创和副作用小等优点越来越受到研究者的青睐，与干细胞联合广泛用于周围神经损伤修复的体外研究．本文论述了电刺激联合干细胞在周围神经损伤修复方面的研究进展，并讨论了其可能的作用机理．特别分析了电刺激联合干细胞在周围神经损伤修复研究中的难点，展望了其发展前景．

摘要:Sialyl-Tn(sTn)是肿瘤相关糖抗原的一种，在多种上皮来源的肿瘤组织中都存在sTn的过表达．但是，关于sTn在子宫内膜癌中的表达情况目前研究得很少，而且仅有的报道也互相矛盾．为了阐明这一问题，我们选取了111例临床样本，其中包括82例子宫内膜癌，16例非典型增生内膜，13例正常内膜，利用免疫组化的方法分析了sTn的表达情况．结果表明，sTn在子宫内膜癌中高表达，但仅限于Ⅰ型子宫内膜癌(80%)，而在Ⅱ型子宫内膜癌中表达率仅为45%，二者具有显著性差异(P < 0.05)．这是我们首次报道sTn特异性与Ⅰ型子宫内膜癌相关，有利于解释过去前后不一的矛盾结果．在非典型组织中，sTn的表达率较正常组织高，分别为31%(正常组织)和44%(非典型组织)．这说明sTn参与了子宫内膜癌的发生发展．同时，我们的结果表明，sTn的表达与肿瘤的组织分级具有相关性，其在高、中分化的肿瘤组织中表达率明显高于低分化的肿瘤组织．这预示着sTn可能与子宫内膜癌的良好预后相关．我们的研究为诊断Ⅰ型子宫内膜癌提供了一个新的标记物和诊断试剂，同时提示我们，将来对于子宫内膜癌的研究，有必要对Ⅰ型子宫内膜癌和Ⅱ型子宫内膜癌区别对待．

摘要:Rim是囊泡分泌活性区中的重要组成蛋白，它与细胞分泌和突触可塑性相关．在秀丽隐感线虫中只存在一种编码Rim的基因即unc-10．我们的研究发现，在线虫中Rim的基因突变unc-10(md1117)会导致致密核心囊泡的分泌缺陷．在活体中，unc-10突变虫系的神经多肽分泌显著下降．此外，在主要分泌致密核心囊泡的ALA神经元内，钙光解释放促发的快相分泌也比野生型减少．运用全内反射荧光显微成像技术，我们观察在unc-10缺失的情况下ALA 神经元中致密核心囊泡的锚定过程，结果显示在细胞膜附近停留的囊泡数目减少，表明囊泡锚定受到阻碍．上述试验结果表明，UNC-10能够影响致密核心囊泡的分泌过程，其机制可能是影响了囊泡的锚定过程．

摘要:沉默信息调节因子2同源蛋白1(silent mating type information regulation 2 homolog 1, SIRT1/sirtuin 1)是组蛋白去乙酰化酶，参与表观遗传修饰调节，促进多种细胞的生存，但目前对椎间盘髓核细胞的作用未见研究．为了阐明临床不同来源的椎间盘髓核手术标本SIRT1的表达变化，用免疫组化、定量RT-PCR、Western blot方法对中老年腰椎间盘突出症病人及青壮年腰椎骨折病人术中髓核标本进行研究，表明老年人髓核SIRT1的mRNA及蛋白质水平均显著低于青壮年的髓核．同时，用resveratrol(SIRT1激动剂)、烟碱(SIRT1抑制剂)、SIRT1-siRNA对培养的退变髓核细胞进行处理或转染后，用流式细胞仪检测凋亡率变化，结果表明resveratrol能显著促进退变髓核细胞生存，相反，当烟碱或SIRT1-siRNA转染后则显著促进髓核细胞凋亡．为了进一步分析SIRT1抑制退变髓核细胞凋亡的分子机制，应用Western blot及抑制剂方法研究表明，当SIRT1-siRNA转染髓核细胞后能降低磷酸化Akt蛋白的表达，而白藜芦醇处理则促进磷酸化Akt蛋白的表达，当用LY294002(PI3K抑制剂)或Akt-siRNA转染后显著抑制髓核细胞的生存率．研究结果表明，SIRT1通过Akt通路能显著抑制髓核细胞凋亡，为深入揭示退变性椎间盘疾病的病理生理及生物治疗提供新的思路和靶点．

摘要:罗格列酮(rosiglitazone，Rosig.)是噻唑烷二酮类(thiazolidinediones，TZDs)过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma，PPARγ)的激动剂，近年来，临床研究发现其具有神经保护作用，但对其作用机制目前仍没有完全研究清楚．利用活细胞成像的方法，观察罗格列酮对大鼠海马神经元树突丝和树突树发育的影响及其机制．结果显示，罗格列酮浓度依赖的增高神经元树突丝密度，对树突丝长度、运动速度并没有影响．此外，罗格列酮也不影响树突树的总分支、总长度以及各级分支的数目和长度．PPARγ 特异性拮抗剂GW9662完全阻断了罗格列酮介导的树突丝密度增高．结果表明罗格列酮可能通过PPARγ途径影响神经元的早期发育，这可能是罗格列酮发挥神经保护作用的潜在机制．

摘要:本文提出一种新的基于重连接方法的无标度网络构建算法．根据重连接方法新节点的调控节点会被重选，重连接概率取决于幂率分布模型参数gamma．用本文算法构建的网络通过微分方程模型来模拟基因表达谱数据，所用的优化算法为GA与PSO．候选节点的选择可以根据已有节点的连接数决定．实验的网络可以用log-log图，模拟的基因表达谱也用微分方程模型来验证效果．每个连接的正确性将会通过实验验证，完整的程序可以通过我们的官方网站获得：http://ccst.jlu.edu.cn/CSBG/ourown/.