《自然—医学》

中国科学家发现促进精神分裂症精准诊疗的影像学标记

中国科学院脑科学与智能技术卓越中心刘冰、蒋田仔等研究人员合作鉴定出精神分裂症纹状体功能障碍的神经影像生物标志物。3月23日，《自然—医学》杂志在线发表了这项成果。

研究人员发现了一种新的神经影像生物标记物，可用于功能性纹状体异常（FSA）相关精神分裂症的识别、预后和亚型分型。FSA评分提供了纹状体功能障碍的个性化指标，范围从正常到高度病理。通过对从七个独立扫描仪获得的功能性磁共振图像（n=1100）进行站间交叉验证，FSA将患有精神分裂症的患者与健康对照区分开来，其准确性超过80％（敏感性为79.3％；特异性为81.5％）。在两个纵向研究中，基线FSA评分的个体间差异与抗精神病药物治疗反应显著相关。

FSA揭示了神经精神疾病纹状体功能障碍的严重程度，其中精神分裂症的功能障碍最为严重，双相情感障碍的症状较轻，抑郁症、强迫症和注意力缺陷多动障碍与健康个体则没有区别。纹状体过度活跃的位点概括了多巴胺功能的空间分布和精神分裂症多基因风险的表达谱。总之，他们发现了一种新的生物标志物来鉴别纹状体功能障碍，并建立了其在预测神经精神疾病中的抗精神病药物治疗反应、临床分层以及阐明纹状体功能障碍中的用途。

据悉，越来越多的证据表明，精神分裂症中纹状体的功能和连通性受到破坏。

相关论文信息：https：//doi.org/10.1038/s41591-020-0793-8

《自然—方法学》

RecV重组酶系统可用于体内靶向光遗传学修饰

近日，美国斯坦福大学Ali Cetin及其小组利用RecV重组酶系统，实现对单细胞或细胞群体的体内靶向光遗传学修饰。相关论文3月23日在线发表于《自然—方法学》杂志。

大脑回路包括大量具有不同分子、解剖和生理特性的神经元，它们相互连接。为了能够靶向单个神经元用于结构和功能研究，研究人员基于Cre、Dre和Flp（RecV）开发了光诱导位点特异性DNA重组酶。

RecV可在体内通过单光子或双光子光诱导来改变基因组修饰。通过修饰小鼠和斑马鱼基因组中的多个基因座，这一技术可以对单个神经元产生靶向性、零散且明确的标记。

结合其他遗传策略，这一技术可以交叉靶向不同的神经元类别。在小鼠皮层中，这一技术使零散标记以及单个神经元的全脑形态重建成为可能。此外，这些酶可实现单细胞双光子靶向遗传修饰，并且可以与具有最小干扰的功能性光学指示剂组合使用。

总而言之，RecV可以实现时空精确的光遗传学修饰，并通过链接遗传身份、形态、连通性和功能，来促进对神经回路的单细胞分析。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41592-020-0774-3

《科学》

研究揭示多巴胺促进认知努力的机制

美国布朗大学M. J. Frank和荷兰拉德布德大学R. Cools研究小组合作发现，多巴胺通过产生认知行为收益与成本的偏差来促进认知努力。3月20日，《科学》发表了这一成果。

研究发现，哌醋甲酯通过改变认知行为的利益成本比来增强个体付出努力的意愿。纹状体多巴胺合成能力较高的参与者愿意付出更大的努力，而选择性D2受体拮抗剂哌醋甲酯和舒必利更大地改善了合成能力较低参与者的认知能力。

通过瞬时程序获得的顺序采样模型显示，花费精力的决策与决策过程中早期产生的收益—成本信息放大有关，而收益效果则随着更高的合成能力和哌醋甲酯而增强。

这些发现表明，哌醋甲酯通过调节纹状体多巴胺信号传导以提高认知能力的成本，而不是认知努力成本。

据介绍，诸如哌醋甲酯之类的兴奋剂越来越多地用于增强认知，但是尚不清楚确切的机制。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.aaz5891

跨物种基因组揭示人类遗传变异和历史

英国威康桑格研究所Chris Tyler-Smith研究组通过929个不同的基因组揭示了人类遗传变异和种群历史。3月20日出版的《科学》发表了这项成果。

研究人员揭示了来自54个不同人群的929个高覆盖度基因组序列，其中26个使用链接阅读测序进行了物理分级。对这些基因组的分析表明，南部非洲、中部非洲、大洋洲和美洲拥有特定且未记录的常见遗传变异，但在主要地理区域之间没有此类变异。

研究还发现非洲内部人口逐步分化，过去一万年来狩猎与农耕群体之间的人口规模与历史形成了鲜明对比，与多尼索万的多个原始人口之间的对比表明尼安德特人对当今的人口产生了影响。

研究人员表示，需要来自不同人类群体的基因组序列，以了解物种遗传变异的结构和不同种群的历史及其之间的关系。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.aay5012