英文名：Cholecalciferol, Vitamin D, Calciferol, 1,25-Dihydroxycholecalciferol, and ergocalciferol 维生素D是一类具有环戊氢烯菲环结构的化合物，由类固醇衍生而来。维生素D至少有五种形式，但最具有生物学意义的只有两种，即胆钙化醇（D3）和麦角钙化醇（D2）。两者对人体的作用和作用机制完全一致，VD2在人体内还需转化为VD3，由于VD2生产更为便宜，一般的强化食物中含的是VD2。 胆钙化醇是人类必须的一种脂溶性维生素。1936年人们确定了化学结构。 胆固醇脱氢后生成的7-脱氢胆固醇经紫外线照射即可形成胆钙化醇，因此也就是说胆钙化醇的维生素D原是7-脱氢胆固醇。胆钙化醇在肝脏中经羟化酶系作用形成25-羟胆钙化醇，再在肾脏中被羟化为1，25-二羟胆钙化醇，这种物质的活性较胆钙化醇高50%，被证明是维生素D在体内的真正活性形式。且1,25-二羟胆钙化醇属于肾脏分泌的一种激素，因此实际上胆钙化醇也是一种激素原[1][8]。 近年来大量研究表明维生素D对骨骼具有健康效应，还可以参与组织的分化、增殖和活性调节，对机体免疫功能具有调节作用[1][3][4]。 维生素D3吸收后必须进行代谢活化后才能发挥其生物学功能。在肝脏中，胆钙化醇经25-羟基化形成25-羟胆钙化醇[25-(OH)-D3]，随后在肾脏中发生1-α羟基化生成1,25-二羟胆钙化醇[1,25-(OH)2-D3]。肾脏是产生活性维生素D[1,25-(OH)2-D3]的关键脏器。 血液循环中的25OHD和1, 25(OH) 2 D大约有85%~88%与维生素D结合蛋白(vitamin D binding protein, DBP)结合，12%~15%与白蛋白相结合，大约不到1%为游离形式。DBP主要由肝脏合成，在其他组织器官如肾脏、睾丸和脂肪中也有产生。在调节方面与其他性激素结合蛋白相似，口服避孕药和妊娠会增加DBP的合成。在体外，糖皮质激素和一些细胞因子如表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)、白介素6(interleukin-6，IL-6)、转移生长因子(transforming growth factor β，TGF-β)等刺激DBP的合成，而TGF-β则抑制DBP的合成[2][3][8]。 任何干扰人体皮肤产生维生素D的因素，包括肝肾病变，可导致维生素D缺乏。如： 妨碍常规日晒的慢性疾病或残疾 冬季生活在北纬37度以上或南纬37度以下的地区，但是这还有争议 深肤色的人和老年人维生素D的产生量较少[20] 成骨细胞(Osteoblast, OB)与破骨细胞(Osteoclast, OC) 维生素D既能控制和调节Ca的吸收与平衡，又是调节骨代谢的重要体液因子。破骨细胞和成骨细胞的分化与增殖都受维生素D的调节。 充足的摄入钙和维生素D可以调节和降低骨转换，即抑制甲状旁腺激素（PTH）的分泌，阻止PTH增加破骨细胞的活性和数量。[2][3][14] 1，25二羟胆钙化醇可直接作用于成骨细胞的VDR降低RANKL/OPG通路的比例以减少破骨细胞的骨再吸收，并且促进成骨细胞分化和增殖，增加转化生长因子β（TGF-β，有较强的成骨和成软骨作用）的合成及胰岛样生长因子1（IGF-1）受体的数量，同时通过I型胶原和基质蛋白相应基因的启动，转录而增加合成，不仅保证了骨组织胶原纤维的矿化，而且使维持骨质量所必须的成分增多。[2][15] 过量的1，25二羟胆钙化醇则会作用于未成熟的成骨细胞VDR致使RANKL/OPG增加，刺激破骨细胞的骨再吸收。大量1，25二羟胆钙化醇还会作用于成骨细胞和骨细胞VDR使骨矿化抑制因子增多，使骨骼去矿化，最终导致软骨病[9][21]。 骨峰值基本在三十岁定型，由基因，生活方式，营养和体力活动决定。骨流失一般从40岁开始。晚年的骨骼相关疾病与成年时的骨峰值和骨量的维持有关。如果维生素D长期摄入不足则会导致骨去矿物质化，VD的缺乏会导致Ca吸收下降，骨钙需要释放以维持血钙浓度。连续的骨转化和再吸收会影响骨骼的结构进而通过继发性甲状旁腺功能亢进增加骨折的风险，最终导致骨软化和骨质疏松。充足的维生素D的摄入可有效的降低骨折的风险并增强骨矿物质密度（BMD）[21]。 维生素D还可增加肠钙吸收，肠钙吸收能力即肠壁运载钙的能力受1，25二羟胆钙化醇控制，其通过控制基因和非基因途径刺激肠壁细胞钙主动转运系统。肠壁细胞的主动吸收钙离子通道为瞬时性受体电位通道香草酸受体5/6，在十二指肠和近端空肠分布非常丰富，对1，25二羟胆钙化醇反应敏感，是肠钙吸收效率最高的部位。[2][4] 维生素D和PTH共同调节钙磷平衡，当血钙血磷低时，PTH分泌增加，刺激肾脏产生1,25-(OH)2-D3，促进钙在肾小管的重吸收，增强小肠钙磷吸收；使未成熟的破骨细胞前体变为成熟的破骨细胞，促进骨钙释放。当血钙过高时，促进甲状旁腺产生降钙素，阻止钙从骨骼中动员，增加钙磷从尿中排出。 1，25二羟胆钙化醇的生物效应是通过核受体（nVDR）和细胞受体（mVDR）介导的，其中nVDR是主要受体。1，25二羟胆钙化醇与nVDR结合，作为配体依赖性转录因子发挥作用。nVDR在人体中的30个靶细胞包括经典的小肠上皮细胞、甲状腺细胞、骨细胞、肾细胞以外还包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、抗原呈递细胞等，表明1，25二羟胆钙化醇除调节钙磷代谢外还有调节免疫的功能。[5][6] 1，25二羟胆钙化醇可直接作用于T细胞，抑制抗原特异性T细胞的增殖和相应细胞因子的产生。其中CD4+ T细胞是其作用的直接靶点。CD4+T细胞在功能上可分为两个子集Th1和Th2。Th1细胞介导细胞免疫，诱导免疫排斥，Th2细胞介导体液免疫，诱导免疫耐受。Th1和Th2互为抑制性T细胞。当VD缺乏或VDR传递信号减弱时，Th1活动增强，Th2和调节型T细胞活动减弱，由此可以诱导出Th1优势免疫应答。1，25二羟胆钙化醇能直接抑制Th1分泌的细胞因子，即1，25二羟胆钙化醇能调节Th1/Th2免疫偏移。[5][7][8] 1，25二羟胆钙化醇还可抑制T细胞的凋亡。1，25二羟胆钙化醇激活VDR后抑制FasL的启动子活性，减少FasL的mRNA表达，抑制激活诱导的细胞死亡。[5][6] 脂肪细胞和成骨细胞来源于相同的祖细胞——间充质干细胞(MSC)，因为脂肪细胞和成骨细胞分化之间存在着此消彼长的关系。骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化过程中C/EBPs和PPARγ等转录因子起了关键性作用，其中PPARγ的作用尤为显著。PPARγ被激活后可以抑制Runx2和Osterix等成骨细胞特异性转录因子表达， 因而成骨细胞分化减弱而脂肪细胞分化加强。1，25二羟胆钙化醇可以增强Runx2，Osterix等表达使成骨细胞分化增强，同时使PPARγ和C/EBPα的mRNA表达显著减少，表明1，25二羟胆钙化醇可强烈阻断脂肪细胞的生成[10][12][13] 上述方式一般适用于青少年这类脂肪细胞数量未定的人群[22] 高脂高糖的环境下，1，25二羟胆钙化醇已经失去对前脂肪细胞脂肪合成的抑制作用[11] 维生素D有两种形式，D2（麦角钙化醇）和D3（胆钙化醇），它们在化学结构和代谢作用上很相似。两种形式都可以有效地增加血清维生素D水平，但研究表明维生素D3具有更强功效，比补充后维生素D2后维持健康维生素D水平的周期更长。考虑到这些因素，维生素D3是治疗维生素D缺乏的首选方案。 橘袋维生素D还额外添加了维生素K2以辅助维生素D3功效，维生素K AI为80mcg/day，暂无UL。美国实验19-30女性人群367mcg/d未观察到任何副作用。 维生素K2的作用机制与K1相似，可辅助γ-谷氨酰羧化酶将谷氨酸（Glu）转化为γ-羧化谷氨酸（Gla）。这过程对生成Gla-蛋白质（含有Gla-的蛋白质）有帮助，如骨钙素（Osteocalcin），它属于非胶原酸性糖蛋白，是一种维生素K依赖性钙结合蛋白。它主要由成骨细胞、成牙质细胞合成，还有一些由增生的软骨细胞合成，在调节骨钙代谢中起重要作用，能够促进成骨细胞，抑制破骨细胞从而促进骨骼钙化[19]。 作为补充生理剂量的维生素D，在25mcg/day以内一般很安全。如使用推荐剂量出现高血钙，应考虑已患有原发性甲状旁腺功能亢进，长期使用要注意可能出现的高血钙症。[2] 根据各国推荐摄入量以及摄入上限量，本品25mcg/d安全合理。 中国营养学会 RNI 10mcg/d、UL 50mcg/d 美国 15mcg/d 欧洲 20mcg/d 法国 25mcg/d。 儿童维生素D缺乏表现为佝偻病， 佝偻病主要的特征是生长着的长骨干骺端软骨板和骨组织钙化不全，维生素D不足使成熟骨钙化不全。 成人维生素D缺乏表现为软骨病和骨质疏松。骨质疏松是由于多种原因导致的骨密度和骨质量下降，骨微结构破坏，造成骨脆性增加，从而容易发生骨折的全身性骨病。 副作用：超大剂量（100mcg/day）摄入后会出现恶心，呕吐，食欲不佳，便秘，虚弱，意识模糊，肾损伤等问题[17]。 禁忌症：高钙血症、维生素D增多症、高磷血症、肾功能减退、肾结石者、甲状旁腺功能亢进请咨询医师[16]。 References [1] Blomberg Jensen, Martin. “Vitamin D Metabolism, Sex Hormones, and Male Reproductive Function.” REPRODUCTION, vol. 144, no. 2, 2012, pp. 135–52. 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免疫学的发展是人们在实践中不断探索、不断总结和不断创新的结果。下面我给大家分享一些免疫学技术论文，大家快来跟我一起欣赏吧。
心理神经免疫学研究
摘要心理神经免疫学(Psychoneuroimmunology)是一门探索人类心身健康奥秘的新型边缘学科。它研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制，特别是脑和行为如何影响免疫系统，又如何受到免疫系统的影响的。免疫系统和神经系统之间是否真正存在联系一直有争论，我们实验室围绕高级神经活动对免疫系统的作用开展了研究。工作包括：条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激与免疫、心理行为干预与癌症等。这些工作不仅证实了心理调控，比如信号刺激、情绪和意念想象等，确实可以影响免疫系统的功能，而且对有关机制进行了探讨。
关键词心理神经免疫学，条件反射性免疫，情绪应激，心理行为干预。
分类号B845
有人统计，人类疾病有2/3与心理刺激、生活境遇有关，其中心身疾病占1/3。实际上，心理因素可以影响生理因素的观点是各国文化群体都普遍认可的。也就是说，精神和躯体之间是互相联系的。然而心理因素如何影响健康和疾病却一直是个谜。随着科学的发展，一门新兴交叉型边缘学科，心理神经免疫学(Psychoneuro- immunology)诞生了。它融合了心理学、生物化学、免疫学、行为学、解剖学、分子生物学和临床医学等多种学科，研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制，特别是脑和行为如何影响免疫系统，又如何受到免疫系统的影响的。这些研究对认识精神活动在健康和疾病中的作用打开了科学之窗。人们看到了免疫系统，这一保护机体免受传染病和肿瘤侵袭的防御系统，是精神和躯体之间的桥梁[1,2]。但是，尽管已经有很多研究表明神经系统可以影响免疫系统，依然有不少生理学家认为免疫系统是独立的自我调节系统。实际上这涉及一个由来已久的争议问题，即心身分离还是心身交互作用的问题。本文的目的就是依据我们自己的工作，阐明心理行为因素在调节免疫功能中的作用及其相应的机制。这些工作包括了条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激的免疫效应、心理行为干预与癌症等。
1心理神经免疫调节的研究
1.1条件反射性免疫抑制和增强
条件反射性免疫是中枢神经系统调节免疫系统的重要证据。自从Ader和Cohen在1975年第一次发表关于条件反射性免疫抑制(conditioned immunosuppression, CIS)的工作以来，这一实验范式得到了广泛的关注。在这种实验范式中，一种对于实验动物来说在味觉上新异的溶液，比如糖精水，被用作条件刺激(conditioned stimulus, CS)，而免疫抑制剂如环磷酰胺、环孢霉素A等具胃肠道毒副效应的药物作为非条件刺激(unconditioned stimulus, UCS)，二者配对呈现。随后再次给与条件刺激，则发现实验对象出现了条件性味觉厌恶的行为现象，而且免疫功能也受到了显著的抑制。针对这一现象的解释是有争议的。有的认为这是条件反射性的调节作用，是中枢神经系统调控免疫功能的重要证据之一。另一些则认为可能是应激的作用。动物对糖精水的厌恶行为也即味觉厌恶性条件反射的建立不能排除某种程度的应激的存在，而应激则会引起肾上腺皮质激素的升高，从而抑制免疫功能[3]。为弄清条件性免疫抑制的实质，我们分别采用一次性和两次性的CS-UCS结合训练方式，并在不同时程呈现条件刺激，观察由条件刺激引起的味觉厌恶性行为与条件反射性免疫抑制的关系，发现两者的表现方式和表现程度并不同步，条件反射性免疫抑制并非是厌恶行为反应或情绪应激的伴随产物 [3,4]。并进一步发现不具明显毒性作用的生物免疫抑制剂作为UCS时，也能建立条件性的免疫抑制效应[5]。条件刺激不仅可诱发动物的细胞免疫抑制反应而且可诱发体液免疫反应的抑制作用，并且随着强化水平的增加，条件反射性免疫抑制效应增强[6]。这些实验证明条件反射性免疫抑制是条件刺激的作用，而不是应激效应。对CIS的合理的解释是脑中CS―UCS的联想学习过程，中枢神经系统储存了对条件刺激(CS)的知觉信息，该条件刺激与UCS的免疫抑制反应相偶联，CS再次呈现时就产生一个直接信号激活免疫系统引起反应。
利用联想学习原理，条件反射性免疫调节应该是双向的。也就是说，条件刺激可以产生免疫抑制效应，也就可以产生免疫增强效应。建立起条件反射性免疫增强(conditioned immuno-enhancement, CIE)的模式将更有利于证明条件反射性免疫调节是中枢神经系统调控免疫系统的结果。而且由于CIE所用药物的免疫效应与CIS有所不同，CIE模式将为脑和免疫系统相互作用的研究提供新视角。为次，我们在国际上首次尝试以卵清白蛋白(ovalbumin, OVA)抗原作为非条件刺激，糖精水作为条件刺激，经过一次配对，在初次抗体反应曲线的上升阶段再次单独呈现条件刺激时，诱导出条件反射性抗OVA抗体生成的增加[7]。虽然该条件性抗体增强的幅度较低，但从统计学上看，条件反射组和非条件反射组之间有了临界值差异。但该模式最初没有得到完全成功的验证[8]。为重复检验条件性抗体增强效应，再次分别用糖精水和电针作为条件刺激，进一步观察和分析条件性抗体增强的动态反应，对条件反射性抗体增强的发生发展过程做一完整的描述。
在用糖精水作为条件刺激的重复实验中[9]，不同于先前工作的是，再次单独呈现条件刺激的时间是放在初次抗体反应的下降段，而不是放在初次抗体反应曲线的上升段。这是考虑到在基础抗体值比较低时，条件反射本身的效应可能得到充分体现。而实验结果也证实了这一点。统计学数据表明，抗体水平在条件反射组和其他控制组之间的差异均达到了p<0.01甚至0.001的水平。
我们还发现，条件刺激诱发的抗体生成曲线在动力学上与抗原再次进入体内引起的二次抗体反应曲线很相似。单独给予条件刺激后约15天左右出现明显的抗OVA抗体水平增高，20、25天左右达到峰值，以后明显下降并逐渐接近正常水平[10]。这一结果不仅仅证明了联想学习可以调节免疫功能，而且发现了条件反射性免疫过程与抗原引发免疫应答过程的基本规律是类似的。这些工作从免疫增强的方向论证了信号刺激的免疫调节作用，建立了稳定可靠的CIE模型。
从临床角度出发，条件反射性免疫增强的重要意义在于通过脑的调控提高免疫力，增强机体对疾病的抵抗力。考虑到CIE模式在人类临床应用的可能性，寻找合适的条件刺激很重要。因为甜味饮料是人类日常生活中经常会遇到的，从新异性的角度考虑，糖精水或甜味饮料都不太适用于人类。因此尝试将一种躯体感觉信号――外周电针刺激――作为条件刺激，考察它能否诱发特异性抗体增强反应。 电刺激信号是通过两支刺入肌肉5mm的细钢针发送的。为了减少实验误差，选择传统医学中的穴位足三里作为针刺的位置，因此这种条件刺激物也可以称为电针。在这个研究中我们选择的电压强度分别为2伏特和4伏特[11]。
在本研究中，先是将电针刺激和腹腔注射OVA进行一次配对。经过一段时间的间隔，再次对动物实施电针。然后分别在第二次电针后的第10，17，24和31天经尾静脉取血，检测抗体值。结果发现，不管是2伏特还是4伏特的电针，均能显著提高抗体浓度，在第10和第17天时最为明显。研究还发现，甚至在麻醉状态下，电针和卵清白蛋白也可以实现配对，也就是说，在条件反射训练时麻醉的动物也出现了反射性抗体生成增加。没有发现电针本身对抗体生成有任何影响。这些结果进一步证实，仅需经过条件刺激和非条件刺激的一次配对，再次呈现的条件刺激即可诱发出条件反射性免疫反应。验证了条件反射性抗体增强的客观存在性和普遍性。而且，电针被用作为一个有效的条件刺激物，将为把条件反射性免疫调节在临床上得到应用提供了一种可能性。
1.2条件反射性免疫调节的神经机制
条件反射性免疫抑制效应和免疫增强效应都表明与免疫无关的信号刺激能转变为具有触发免疫反应的非条件刺激的性质，这种转换必然发生在脑内，因而可以说这是脑对免疫系统调控的直接证据，但脑内究竟发生了什么并不清楚，条件反射性免疫调节的相关神经回路和脑机制还远远没有弄清[2]。为了直接洞察脑的变化，探讨脑内中枢整合机理，找寻直接观察脑内活动的指标是必要的。
C-fos蛋白是神经元激活的一个标志物。它通常处于不活动或表达很低的状态，但在受刺激时能作出短暂而迅速的反应，可成为神经元兴奋水平的客观指标。利用免疫组化技术，我们发现，再次单独呈现条件刺激可以导致包括脑干，边缘系统和大脑皮质在内的区域大量c-fos蛋白的表达。其中有一些脑区尤为重要。不论是条件性抑制范式还是条件性增强范式，再次单独呈现条件刺激都可以引起岛叶皮质、杏仁中央核和下丘脑室旁核c-fos蛋白的大量表达。这些结果表明，条件性免疫反应是和大脑的活动相关联的[10,12,13]。
但是必须指出的是，在我们和其他作者报道的关于脑机制的研究中，所采用的条件刺激物都是糖精水。我们的实验已经证实，以电针作为条件刺激也可以很好地诱发出条件性免疫改变，而电针和糖精水所激活的脑区是大不相同的，因此在今后的研究中阐明以电针为条件刺激所激活的大脑区域将有助于进一步确定与条件反射性免疫调节有关的共同脑机制，排除刺激引起的非特异性相关。
目前关于条件反射性免疫的神经化学机制研究也很缺乏。由于中枢胆碱能系统被认为与学习记忆有很密切的关系，该系统的这些功能主要是由毒蕈样受体(muscarinic receptor, M受体)介导的。为再次验证条件反射性免疫与学习过程有关，实验采用对M受体具有阻断作用的药物东莨菪碱作为工具药，考察整个M受体系统在条件反射性免疫调节中的作用。结果发现在以电针为条件刺激的条件反射性抗体增强模式的学习阶段是中枢胆碱能M受体依赖的，但在条件反射的唤起阶段是非胆碱能受体依赖的。在条件反射训练前阻断M受体，条件反射性免疫不再发生。但在条件反射训练完成后再抑制乙酰胆碱的合成，则不会影响条件刺激诱发的免疫反应。这些结果表明中枢乙酰胆碱参与了学习阶段的记忆形成过程，但不影响已经形成的记忆的再提取。这从神经生化的角度论证了条件反射性抗体生成的增加与学习记忆有关[14]。
2情绪应激与免疫
除条件反射性免疫的研究外，应激与免疫的研究是进行精神行为因素对免疫功能作用研究的另一热点[2]。已经有很多证据表明，应激可以导致免疫功能改变。但是，相关的动物研究大多采用电击或束缚的方式来引起应激效应。尽管这些模型也含有心理应激的成分，但其主要成分是生理性的。为了考察情绪应激对行为、神经内分泌和免疫功能的影响，研究采用两种情绪应激的动物模型：一种是传统的，以电击装置为信号刺激诱发曾有过电击经历大鼠的情绪应激。另一种是本实验室新建的，用空瓶刺激诱发定时喂水大鼠的情绪应激。这两种类型情绪应激源激活的脑区有许多共同点[15]。
在传统的电击信号刺激模式中[16]，动物分成4组：电击组、情绪应激组、装置对照组A1和装置对照组A2。电击组动物用OVA免疫后2周内无规律给予10分钟/日，共6日的足电击，其余时间内无处置;情绪应激组动物除给予电击组动物电击的当天同样强度和频率的足电击外，在2周内的其余时间将其每天置于电击装置内10分钟而无电击(恐惧的情绪应激);对照组A1动物仅在给予电击组动物电击的当天被置于电击装置中10分钟而无电击;对照组A2的动物则每天被置于电击装置中10分钟而无电击。结果发现情绪应激组动物的呆滞行为和排泄行为显著增加;去甲肾上腺素、肾上腺素及皮质酮水平均显著提高。在抗OVA 抗体水平和脾脏指数上， 情绪应激组动物较装置对照组A2动物显著降低，而其余各组间无显著差异。并发现脾脏指数分别与肾上腺素含量和去甲肾上腺素含量呈显著负相关。
在空瓶刺激诱发的情绪应激模式中[17]，动物先进行一周2次/日的定时饮水训练，然后腹腔注射OVA抗原以激发特异性抗体反应。此后动物被分成3组：分别为情绪应激组、生理应激组、和对照组。情绪应激组的动物每天只有一次饮水的机会，而另一次则给予一只空的饮水瓶，持续14天，以产生情绪应激。生理应激组的动物也是只有一次饮水的机会，但并不另外再给一次空瓶的刺激。这种设置的目的是控制缺水本身可能造成的生理应激的影响。对照组保持每天两次饮水不变。结果发现情绪应激产生了很显著的行为改变，即攻击行为和探究行为显著增加;血浆皮质酮、肾上腺素和去甲肾上腺素的水平显著提高;白细胞计数和抗OVA抗体浓度显著下降。抗体水平和脾脏的重量与儿茶酚胺水平之间均存在显著的负相关。但情绪应激的时间作用点和时程对应激的免疫效应有影响 。与此相对的是，缺水导致的生理应激只能诱发探究行为，升高皮质酮水平，降低白细胞计数。但它不诱发攻击行为，不影响抗体水平和脾脏指数，也不激活交感神经系统。这些结果进行了反复的验证 [18~20]。
上述两种模式的研究结果都证明，情绪应激对免疫功能产生了抑制效应，激活了下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)和交感神经系统(sympathetic nervous system, SNS)。由于抗体水平和脾脏指数与儿茶酚胺水平存在显著的负相关，而与皮质酮水平无关，提示交感神经系统的激活可能及情绪应激对体液免疫功能调节的中介机制。而皮质酮水平可能只是应激的一种反应。
为了进一步澄清HPA轴与SNS在情绪应激免疫调节中的作用 ，我们分别采用糖皮质激素合成抑制剂美替拉酮阻断HPA轴，外周交感神经末梢的6-OHDA损毁SNS的活动。结果发现，对SNS的阻断能消除情绪应激对体液免疫功能的抑制。而HPA轴的阻断没有这种作用。这些实验证明是交感神经系统介导了情绪应激所致的体液免疫抑制。进一步的证据是，非选择性β-肾上腺素能受体(β-adrenergic receptor, β-ADR)拮抗剂心得安可以逆转情绪应激诱发的体液免疫抑制作用，表明SNS是通过b-ADR介导情绪应激导致的体液免疫功能的抑制。在此基础上，进一步发现参与的受体亚型是选择性的b2-ADR而非b1-ADR[21,22]。
尽管以往大多数研究者认为，应激引起的免疫功能抑制主要是因为应激可以导致肾上腺皮质激素的释放，从而导致免疫功能下降。换句话说，免疫功能的抑制与应激激活的HPA轴有关。但采用我们的情绪应激模型，发现情绪应激引起的体液免疫功能抑制主要是由交感神经系统β-肾上腺素能受体介导的。这为阐明情绪应激的免疫抑制效应的机理提供了新资料。
3心理行为干预与癌症
正如上述研究发现的，心理因素比如情绪或者条件性学习可以引起动物的行为和免疫功能的改变。我们考虑是否可以通过心理行为干预手段来影响癌症病人的免疫功能。虽然有研究报道，癌症可以通过将心理、情绪等多种因素整合起来影响病人的整个机体，但研究结果并不一致[23]。为此，我们打算通过两个研究来考察行为干预对于癌症病人的作用。纳入第一个研究的是40个正在接受放疗的乳腺癌患者，根据年龄、教育程度、癌症分期和接受治疗的状况，她们被随机而匹配地分成两个组：一组接受为期一个月的心理行为干预，另一组作为对照。首先指导干预组病人学会渐进性肌肉放松，然后对她们进行想象训练。想象自己漫步在海滩上，初升的太阳照在脸上，海水轻柔地漫过脚面等等。然后想象免疫细胞如何杀死癌细胞，被杀死的癌细胞又是如何被海水冲刷掉。在干预的前后，分别采取病人的唾液和血液，测定NK细胞的活性。结果发现心理―行为干预可以显著提高NK细胞活性。而且需通过服药来克服放疗引起的白细胞计数降低的副作用的患者比例显著下降[24]。该研究表明，心理行为干预对免疫功能的改善和恢复具有非常显著的作用。
第二个研究纳入120名正在接受放化疗的癌症患者。同样的，依据匹配原则他们被分为一个干预组和一个控制组。除了干预的时间延长到3个月以外，其他的实验条件与上述研究基本相同。所测定的指标包括白细胞计数、NK细胞活性和免疫球蛋白(IgG，IgM，IgA)等。结果发现，干预组在所有免疫功能参数上都得到了不同程度的提高，其中NK细胞活性显著提高[25]，生活质量也都得到明显的改善，治疗引起的副作用在很大程度上也得到了缓解。不论是乳腺癌还是肺癌患者，不论是放疗患者还是化疗患者，干预组的生活质量评分，包括躯体功能、角色功能、情绪功能、认知功能和社会功能上都显著高于控制组。同时干预组的症状评分，包括疲劳、呕吐、疼痛和食欲不振等都有显著下降[26~28]。而且，通过行为干预，患者学会运用更为积极的认知方式来应对癌症，摒弃原先的逃避心理，从而使得情绪状态、身体机能和生活质量都得到很好的改善[29,30]。成长策略和社会支持有助于提高癌症生存者的生活质量，增加正性情感[31]。这些结果反复证明了，NK细胞的活性对认知行为干预的作用相当敏感，心理行为干预确实改善了癌症患者及其生存者的生活质量。免疫功能的提高， 特别是NK细胞活性的增强可能在心理行为干预中起着重要的中介作用。
4结语
中枢神经系统和免疫系统之间存在着相互作用。上述三个方面的工作证明某些心理过程，比如联想性学习、情绪、行为想象、和认知策略等确实可以对免疫功能产生影响。也即高级神经精神活动能调节免疫功能。但免疫系统的变化也能影响高级神经精神活动的功能。免疫系统的紊乱不仅导致疾病，也与衰老、性格和行为变化有关。如抑郁症或“病态行为”就与细胞因子如白细胞介素-1有关[32,33]。但这方面的研究尚需深入展开。随着中枢神经系统和免疫系统之间相互作用研究的深入，在人类健康的维护和疾病的防治上将会有新的前景。
致谢：作者感谢曾对本文的研究工作做出重要贡献的博士后、博士生、硕士生和研究助手，他们是王建平、李杰、邵枫、黄景新、陈极寰、王玮雯、刘艳、郑丽、李波、吕倩、卫星、郭友军。
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生物技术作为一门高新技术学科，必须经过长期培养才能在实际应用中显示出一定的效果，生物技术研究的范围也很广。生物技术专业的论文怎么写呢?下面我给大家带来生物技术专业论文选题题目_生物专业论文题目参考，希望能帮助到大家!
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医学毕业论文：医学免疫的中医理论
中医药与现代免疫学有着十分密切的联系，但是，目前二者没能很好的结合与应用。下面是我收集整理的医学毕业论文：医学免疫的中医理论，希望对您有所帮助!
摘要： 随着现代医学、免疫学研究的快速发展和中医药研究的不断深人,中医药与机体免疫功能的研究取得了丰硕成果。同时,由于医学模式的转变和人们崇尚回归自然潮流在全球范围的悄然兴起,中医药通过调整机体免疫状态而在防病治病和养生保健中所起的作用倍受人们关注。
关键字： 医学免疫，中医理论，中药方剂，实验技术，中医药研究。
前言： 现代免疫理论在我国早有记载。早在公元342年,晋葛洪《肘后备急方》中就记载了预防狂犬病的免疫学方法和效果:“疗犬咬人方,乃杀所咬犬,取脑傅之,后不复发。”公元998一1022年宋真宗时代,我国就用接种人痘预防天花,至明朝隆庆年间(1567~1572年)我国对人痘法有了重大改进,同时创造了人体连续传代的方法降低苗种的毒力,此法成为近代免疫学的先导,开了人工免疫方法的先河。我国人痘接种获得成功见于文字记载是公元1007年前后,比英国人琴纳试用牛痘苗预防天花要早700多年。中医学对变态反应的认识也是比较早的,约在公元前3000年的神农氏就曾提出孕妇应忌服鱼、虾、鸡和马肉,认为服用这些东西会引起皮肤溃疡。这对后世认识和预防变态反应有重要意义。中医学对这一问题的认识比西方国家早2000多年。因此,我们有理由相信,我国不仅是免疫学的“故乡”,也为世界免疫学的发展做出了积极贡献。
主要从三方面谈起中医药与免疫学的关系与发展，一是中医理论;二中药方剂;三实验技术。
1.现代免疫与中医传统理论
中医理论的邪正学说、阴阳学说、脏象学说及养生理论都已证明和现代免疫学关系十分密切。
1.1中医学把人体的机能活动及抵御和清除各种有害物质的作用叫“正气”,免疫能力与正气的含义基本上是吻合的，而把破坏人体内部及人体与外界环境相对平衡状态的有害物质叫“邪气”。“正气存内,邪不可干”。而这正是机体的免疫功能。现代免疫学提出的机体免疫系统三大功能(防御功能、自稳功能、监视功能)正是中医邪正学说的`具体化。防御功能是指机体抵御病原生物等“外邪”的功能,自稳功能和监视功能指机体清除“内邪”(如:损伤、衰老、死亡、突变细胞等自身抗原)的功能。
1.2免疫系统不断维持自身平衡的过程也正等同于中医的正邪对抗和阴阳平衡，以此达到自身的稳定。中医药防病治病,归根到底,主要还是通过调整机体免疫等功能,从而达到机体的自身稳定。人体是一个有机的统一整体,免疫系统仅是人体内复杂系统中的一个,中医药引起机体免疫功能的变化,不仅作用于免疫系统,也可能是通过其它系统(如:神经内分泌系统)来影响机体免疫功能的。
1.3经络实质也是免疫细胞，免疫分子的循行通路，参与免疫调节网络的构成，针灸的有效作用与免疫调节同样密不可分
2.免疫学与中药，复方的相互关系
近些年来,研究和开发免疫调节药物成为医药界的热门话题,临床使用的很多中药及方剂经实验研究被证明具有免疫调节作用。加之中药资源丰富,所以从中药中寻找新的免疫调节剂具有针对性强、成本低、见效快的特点。
2.1免疫促进药：主要是益气、养血、温阳、益阳的药物及少数解毒和活血的药。 1.促进细胞免疫药物：如增加T细胞比值的药：党参，黄精，白术，香菇，鸡血藤，淫羊藿等。促进淋巴细胞转化的药物：人参，桑寄生，白术，五味草，旱莲草，白芍，川芎，丹参，黄芪等。增强细胞吞噬功能的药：山药，黄连，穿心莲，白花蛇，舌草等金乡县人民医院中医科张西峰。 2.促进体液免疫的药物：如抑制补体含量减少的药：枳壳，陈皮，麻黄，丹皮等。促进抗体生成增加的药：菟丝子，黄芪，紫河车，云芝等。
2.2免疫抑制药：主要是活血化瘀清热解毒药。 1.清除抗原药：鱼腥草，蒲公英，银花，黄连，黄芩，黄柏，当归，红花，大蒜，郁金等 2.抑制抗体生成：当归，川芎，赤芍，生地，大枣，补骨脂，雷公藤，昆明山海棠，茵陈，秦艽，桂枝，泽泻，苍术等
2.3.双向调节药：可使过低的既能状态提高，亢进的机体状态降低，使机体内环境稳定。常用药：人参，刺五加，黄芪，防风，甘草，当归，麦冬，五味子，肉桂，熟地，赤芍，丹参，降香等
2.4免疫调节药：作用于机体的调节系统，有利于体内健康方向发挥作用，而达到新的动态平衡。 1.作用域下丘脑——垂体——肾上腺皮质轴：兴奋该轴的药物：人参，党参，白术，五味子，紫河车，灵芝等抑制该轴的药：黄精，地黄，甘草等2.作用与环核苷酸的调节药：环核苷酸被认为是阴阳平衡的枢纽，正常细胞环磷酸腺苷(cAMP)/环磷酸乌苷(cGMP)保持着一定的比值，补阳药可能升高此比值，滋阳药可能协调该比值，从而是免疫平衡得到调节，属于一种快速调节方式。常用药物：党参，猪芩，人参，甘草，茶碱，麻黄碱，土茯苓，龙葵，灯心草等。
2.5中国古代传统经方与免疫关系紧密，二妙方具有增强细胞免疫的功能，四妙方又表现出免疫的双向调节作用。等等。
2.6许多中药、方剂和针灸等可以通过调整机体免疫状态治疗世界疑难疾病，例如癌症，艾滋，等传染病。绝大多数中药和方剂无毒副作用(或毒副作用很小),还可克服西药(主要是免疫抑制剂)的毒副作用。中医药治疗肿瘤,不但可提高患者免疫功能、改善症状、缓解病情,还可拮抗放疗、化疗对机体的损伤。现代医学在治疗免疫功能缺陷或低下的疾病中,常给机体输人细胞因子,这些外源性的免疫反应物质往往有一定的副作用,不仅价格昂贵,且长期应用会降低机体的敏感性。而不少中药、方剂及针灸等可诱使机体细胞产生和分泌细胞因子。而以上机理的阐明都来自于现代医学和免疫学的研究。中医在处方时,很注意各味中药君臣佐使的协同作用。但对中药的有效成分不清楚。而中医药免疫学则可弥补这方面的不足。同时,中药有效成分的提取也依赖现代科学技术,如:由甘草等提取物制成的抗AIDS药物“克艾可”已用于临床。
3.免疫学实验技术与中医药研究
3.1目前中医药研究中常用到的免疫技术有许多，现试举比较常见的实验的应用。1酶联免疫吸附试验(ELISA)，应用此试验在中医药研究中可以定量的测定某蛋白质在某组织中的含量，了解中医药对体液免疫的影响。2免疫印迹法，中医药在自身免疫的诊疗中发挥重要作用。3免疫组化技术，通过表面标志物的标记，对组织细胞表面的抗原蛋白做定性，定量，定位的检测。4放射免疫技术，在中医药研究中主要做微量物质的研究测定，等等。
3.2加强中医药专业免疫学等实验能力的培养，掌握必要的免疫学实验技术，有利于培养既精通中医药，又熟悉常用的现代医学实验技术的高素质创新型中医药人才，有利于促进中医药事业的发展。在国际中药市场上，我国的贸易额不占优势，其原因之一就是传统的中药剂型不太容易被某些国家所接受。掌握必要的实验技术，促进中医药现代化，以适应国际市场的需求，为我国的经济发展和世界人民的健康服务。
3.3中医药免疫学把现代科学技术用于中医药免疫等作用的研究,既重视中医学宏观整体的哲理思想和动态辨证关系,又强调现代医学的局部定位性和实证分析研究,既继承和发展了中医学整体观的合理性和优势,又弥补了中医学整体观的缺陷和不足,它是中医学宏观整体的哲理思想与现代科学技术有机结合的产物,是中医药学与现代医学等科学技术的巧妙结合点,是独具我国特色的极有发展前景的新兴学科。它是在中西文化交流和现代科学技术迅速发展中形成的,具有强大的生命力和广阔的发展前景。
4.结论
中医药与现代免疫学有着十分密切的联系，但是，目前二者没能很好的结合与应用。中医药面临机遇又面临挑战,和所有学科一样,中医药的发展也必须依靠现代科学技术,依靠掌握了现代科学技术的人才。中医学有其合理性和优势,也存在缺陷和不足,缺乏实证分析研究,对机体微观局部的结构和功能缺乏深刻了解,是一种哲学观念。这种理论的滞后性和认识方法的欠缺,加之现代科学技术的贫乏是制约中医药发展的根本原因。要想充分发挥免疫学理论在中医药研究中的特有作用,促进中医学新的振兴和发展,最重要的是要提倡中医专家和免疫学工作者的密切合作。只有中医专家和免疫工作者在科研工作中密切合作,各自发挥自己的专业特长,才有可能取得高水平的科研成果。
参考文献
1.贺新怀 席孝贤 孙理军 中医学整体观与中医药免疫学 (712083陕西中医学院学报)
2.胡研萍 中医药治疗艾滋病的免疫学研究。
3.关洪全，韩晓伟，雷萍，侯殿东试 加强中医药专业硕士生免疫学实验能力培养的意义与措施中 医 药 导 报
4.郭 峰 浅谈开展中医药现代系统免疫学研究的重要意义
5.陆平成 免疫学在中医药科研中的应用和展望 南京中医药大学学报
①记忆具有短暂性的最直观原因是为新记忆腾地方。②然而，大脑有很多的神经元和突触，似乎能存储的记忆比一个人实际能存储的要多很多。据估计，人类大脑中大约有800-900亿个神经元(Azevedo et al., 2009).，如果只为特定事件的记忆保留十分之一的容量，那么根据对自联想网络容量的计算估计，一个人可以可靠地存储大约10亿个人的记忆 (Amit et al., 1985)。 此外，当我们考虑稀疏编码的记忆时，这个数字可以增加几个数量级 (Amari, 1989)。③显然，记忆的容量比实际上要的多，那为什么进化却让人的大脑不能如实记忆信息？换言之，既然记忆的持久性有看似明显的好处，那记忆的短暂性是否有其他好处？①我们认为，在这一个既变化又嘈杂的世界中，记忆短暂性是必需的。在不断变化的环境中，遗忘是适应性的，因为它允许更灵活的行为；在嘈杂的世界中，遗忘是适应性的，因为它防止了对特殊事件的过度拟合。②基于这一观点，记忆的永久性并不总是有用的，例如，对于世界上短暂或不常见的方面，记忆的持久性将是有害的，因为它可能导致不灵活的行为、不正确的预测；而只有在保持经验的那些相对稳定、预测新经验的方面时，持久性才是有用的。③因此，只有通过持久性和短暂性的相互作用，记忆才能表现出真正的目的：利用过去智能指导决策(Dudai and Carruthers,2005; Schacter et al., 2007).④下面，我们回顾了使用短暂性来增加行为灵活性和促进泛化的计算案例。此外，我们还确定了短暂性在计算上的使用方式和它在大脑中的实现方式之间的相似性。 神经网络： 对于使用分布式表示的神经网络，新的学习是一个重大的挑战(French,1999;Lewandowsky and Li, 1995; McCloskey and Cohen, 1989; Ratcliff,1990)。挑战有两个方面：新的学习可能会覆盖以前的记忆（即灾难性干扰）；新的学习又会受到已有记忆的阻碍（即积极主动的相互干扰） (Burgess et al., 1991; McCloskey and Cohen, 1989; Palm, 2013; Siegle and Hasselmo, 2002)。这是神经网络中的“稳定性与可塑性”困境(Abraham and Robins, 2005; Carpenter and Grossberg, 1987)。根据传统的观点，记忆的持久性与行为的灵活性是不相容的，因为一个善于保持持久记忆的网络将很难学习新的信息，特别是如果它与以前的经验相冲突的话。 然而，最近使用外部记忆设备或突触的神经网络模型在多个时间尺度上变化，挑战了这种困境的普遍性 (Graves et al., 2016; Kirkpatrick et al., 2017; Santoro et al., 2016)。此外，大脑可以用来解决这个难题的另一个策略是使用正交表示，对经验进行稀疏编码，这可能是由模式分离过程引起的(Yassa and Stark, 2011)。记忆的语境依赖性就是这种策略的一个例子：通过保持正交模式，在特定语境中编码的记忆更可能在该语境中表达，而不是在其他语境中 (Maren et al.,2013)。这种策略最大限度地增加了可以在不受干扰的情况下可以存储在神经网络中的模式数量(Amari, 1989).。 大脑： 然而，在动态环境中，无论容量有何限制，丢弃过时的信息也很重要 (Kraemer and Golding, 1997)。如果环境改变了，但我们的记忆没有改变，那么我们可能会坚持旧记忆，损害我们自己。因此，短暂性可以通过消除过时的信息来促进决策，从而使有机体能够更有效地应对其环境的变化。 最近的研究提供了证据，证明遗忘是动态环境中灵活行为所必需的(Dong et al., 2016; Epp et al., 2016; Shuai et al., 2010)。Shuai和他的同事训练苍蝇辨别两种气味（A和B），并发现抑制Rac1能减缓遗忘。抑制RAC1的苍蝇组表现出逆转学习（A-或B+）受损，说明保留的记忆影响了新的学习；激活RAC1的苍蝇组结果相反，旧记忆的遗忘促进了逆转学习。这种模式的结果扩展到五种不同的苍蝇，它们被设计来表达与自闭症谱系障碍相关的突变，而自闭症谱系障碍也会干扰Rac的活动，所有这些Rac功能受损的苍蝇都表现出遗忘受损，而这反过来又损害了反向学习(Shuai et al., 2010) 别的研究也表明了相同的结果。Epp and colleagues (2016)研究了遗忘（由神经发生介导）后的逆转学习，实验中，他们训练老鼠在水迷宫中找到位置固定的平台，随后在同一个迷宫中对小鼠进行再训练，但平台被移到相反的位置。结果是，海马神经发生水平增强的小鼠能更有效地找到新的平台位置（海马神经发生的增加将会导致最初位置的遗忘）；而海马神经发生水平降低的小鼠时，观察到相反的模式，因为神经发生的抑制维持了最初位置的记忆，干扰了新位置的学习。 在情境-气味配对任务中也观察到类似的结果 (Epp et al., 2016)。训练后，神经发生的增加会导致已学的成对关联的遗忘，但有助于随后的反向学习。但是，这种促进并不是在任何学习中都适用，只有在与原始学习有明显冲突的情况下，才能观察到新学习的益处，比如，神经发生增加的小鼠若接受的是一种新的环境-气味配对训练时，没有表现出益处。这些发现表明，成人海马神经发生促进遗忘，遗忘通过去除或削弱过时信息增强行为灵活性。研究神经发生和灵活性之间关系的相关论文有：Burghardt et al. (2012); Garthe et al. (2009), (2016); Luu et al. (2012); Swan et al. (2014); and Winocur et al. (2012).引用文献： Azevedo et al., 2009：我们发现成年男性大脑中平均含有861±81亿个神经细胞（神经元）和846±98亿个神经细胞（非神经元）。就神经元和非神经元细胞的数量而言，人类大脑是一个等距放大的灵长类大脑。Amari, 1989：当要存储的编码模式的大部分组件是0，只有一小部分组件的比率是1时，编码方案被称为稀疏的。详细分析了稀疏编码联想存储器的存储容量和信息容量，证明了其与神经元数目n logn的比例关系，与一般的非稀疏编码方案（约0.15n）相比，该比例关系非常大。Dudai and Carruthers,2005：研究表明记忆可能是过去的印记，对未来的认知过程至关重要。Schacter et al., 2007：想象未来在很大程度上依赖于可以记忆过去的神经机制。这些发现引出了前瞻性大脑的概念，即大脑的一个关键功能是利用存储的信息来想象、模拟和预测未来可能发生的事件。根据这个想法，我们认为，像记忆这样的过程可以有效地重新概念化。French,1999：本文研究了神经网络中灾难性遗忘问题的产生原因、后果及多种解决方法。这篇综述将考虑大脑是如何克服这个问题的，同时也将探讨这个解决方案对分布式连接网络的影响McCloskey and Cohen, 1989：本文讨论连接主义网络中的灾难性干扰。当网络按顺序训练时，新的学习可能会对旧的学习产生灾难性的干扰。对干扰原因的分析表明，当新的学习可能改变表示旧学习所涉及的权值时，至少会发生一些干扰，仿真结果仅表明在某些特定的网络中，干扰是灾难性的。Ratcliff,1990：利用反向传播学习规则对基于编码器模型的多层存储器连接模型进行了评价。这些模型被应用到标准的识别记忆过程中，在这些过程中，项目被依次研究，然后测试其保留率。这些模型中的顺序学习导致两个主要问题。首先，学得好的信息会随着新信息的学习而迅速被遗忘。第二，学习项目和新项目之间的区别要么随着学习的进行而减少，要么是非单调的。为了解决这些问题，我们研究了多层模型中的网络操作和多层模型的几种变体，包括一个带有预学习内存的模型和一个上下文模型，但是没有一个解决了这些问题。所讨论的问题对应用于人类记忆和任务的连接主义模型提供了限制，在这些任务中，要学习的信息在学习过程中并不全部可用。Burgess et al., 1991：建立了一个神经网络模型，该模型能将人类记忆实验的结果记录在学习项目表上。综述了学习列表的心理学实验。Hopfield-Parisi型神经网络被用来模拟序列回忆中顺序效应的许多简单特征。用模拟的方法研究了项目的召回率与其数量、在列表中的位置和相似度的函数关系。更复杂的实验涉及不同类别的项目，使用相关的活动模式进行建模。通过考虑权重分布和信噪比参数，了解模型的工作原理。 Palm, 2013：介绍了近40年来神经联想记忆的理论、实践和技术发展。指出了关联记忆模式稀疏编码的重要性。文中还提到了联想记忆网络在大规模脑建模中的应用。Siegle and Hasselmo, 2002：连接主义模型被认为是理解心理障碍的本质和指导其评估的有希望的工具。具体来说，连接主义模型可以指导评估过程的以下方面：了解哪些结构与评估相关，设计评估这些结构的方法，以及了解评估数据中的个体差异。Abraham and Robins, 2005：记忆维持被广泛认为涉及在学习过程中在相关神经回路中设置的突触重量的长期保留。然而，尽管最近出现了令人兴奋的技术进步，但还无法通过实验证实这一直观的吸引人的假设。人工神经网络提供了一种可供选择的方法，因为它们允许在学习和保持过程中连续监测单个连接权重。在这种模型中，如果网络要在学习新信息的同时保留先前存储的材料，则需要不断改变连接权重。因此，突触变化的持续时间并不一定定义记忆的持久性；相反，很可能需要调节突触稳定性和突触可塑性的平衡，才能在真实的神经元回路中获得最佳的记忆保持。Carpenter and Grossberg, 1987：自适应共振结构是一种神经网络，它能实时地自组织稳定的模式识别码，以响应任意的输入模式序列。本文介绍了ART2，一类自适应共振结构，ART2体系结构体现了许多设计原则的解决方案，例如稳定性-可塑性权衡、搜索-直接访问权衡和匹配-重置权衡。Graves et al., 2016：人工神经网络在感觉处理、序列学习和强化学习方面有着显著的优势，但由于缺乏外部记忆，它在表示变量和数据结构以及长时间存储数据方面的能力有限。这里我们介绍了一个机器学习模型，称为可微神经计算机（DNC），它由一个可以读写外部存储器矩阵的神经网络组成，类似于传统计算机中的随机存取存储器。像传统的计算机一样，它可以使用内存来表示和操作复杂的数据结构，但是，像神经网络一样，它可以从数据中学习这样做。结果表明，DNC有能力解决没有外部读写存储器的神经网络无法完成的复杂、结构化任务。Kirkpatrick et al., 2017：以顺序方式学习任务的能力对人工智能的发展至关重要。到目前为止，神经网络还不能做到这一点。我们表明，有可能克服这一限制，并培训网络，使其能够保持对长期没有经历的任务的专门知识，我们通过有选择地减缓对那些任务重要的权重的学习来记住旧任务结果，证明了我们的方法是可伸缩和有效的。Santoro et al., 2016：在系统整合的过程中，有一个从依赖于详细的情节记忆到普遍的示意记忆的转变。这种转换有时被称为“记忆转换”，这里我们展示了记忆转换以前未被重视的优点，即它在动态环境中增强强化学习的能力。我们开发了一个神经网络，它被训练在奖赏地点不断变化的觅食任务中寻找奖赏。该网络可以使用特定位置的存储器（情节存储器）和位置的统计模式（示意存储器）来指导其搜索。我们的工作重新提出了为什么会发生记忆转换的理论问题，将焦点从避免记忆干扰转移到跨多个时间尺度加强强化学习Yassa and Stark, 2011：区分相似经历的能力是情景记忆的一个重要特征。这种能力长期以来被假设需要海马体，计算模型表明它依赖于模式分离。然而，关于海马体在模式分离中的作用的经验数据直到最近才有，本文综述了几类数据。我们讨论了老化和成年神经发生对模式分离的影响，同时也强调了跨物种和跨途径连接的几个挑战，并提出了未来的研究方向。Maren et al.,2013：语境围绕着事件并赋予事件以意义；它们对于回忆过去、解释现在和预测未来至关重要。事实上，大脑将信息语境化的能力允许巨大的认知和行为灵活性。对啮齿动物和人类的巴甫洛夫恐惧调节和消失的研究表明，包括海马体、杏仁核和内侧前额叶皮层在内的神经回路参与了学习和记忆过程，从而使情境依赖行为得以实现。Kraemer and Golding, 1997：本文综述了人类适应性遗忘的研究现状，并提出了动物适应性遗忘的观点。讨论内容包括关于遗忘的理论预设，对动物适应性遗忘的选择性现象的回顾，对这种遗忘的可能机制（可恢复性）的描述，以及这一分析对记忆的心理和神经生物学方法的影响处理。Dong et al., 2016：在这项研究中，我们使用反向学习任务来测量果蝇的行为灵活性，并确定果蝇中多个自闭症风险基因同源物功能缺失突变的影响。5个具有不同分子功能的孤独症危险基因的突变都导致了类似的行为不灵活表型，表现为逆转学习障碍。这些逆转学习缺陷是由于无法遗忘，或者更确切地说，是由于无法激活Rac1（Ras相关的C3肉毒毒素底物1）依赖性遗忘。因此，行为诱发的Rac1依赖性遗忘激活对孤独症风险基因具有聚合功能。Epp et al., 2016：通过控制海马神经发生的水平，我们发现神经发生调节这种形式的主动干预。海马神经发生的增加削弱了现有的记忆，从而促进了新的、相互冲突的信息在小鼠中的编码。相反，神经发生的减少稳定了现有的记忆，并阻碍了新的、相互冲突的信息的编码。这些结果表明，减少主动干扰是神经发生诱发遗忘的适应性益处。Shuai et al., 2010：最初获得的记忆如果不巩固就会迅速消失。这种记忆衰退被认为是由于新获得的记忆固有的不稳定性，或者是由于随后获得的信息的干扰。本文报道果蝇G蛋白Rac依赖性遗忘机制在被动记忆衰退和干扰性遗忘中的作用。Rac活性的抑制导致早期记忆衰退的减慢，从几个小时延长到一天以上，并阻断干扰引起的遗忘。相反，蘑菇体神经元Rac活性的升高会加速记忆衰退。这种遗忘机制不影响记忆获得，独立于Rutabaga腺苷酸环化酶介导的记忆形成机制。内源性Rac激活在不同时间尺度上被诱发，在被动衰退中逐渐丧失记忆，在逆转学习中急性记忆消失。我们认为Rac在肌动蛋白细胞骨架重塑中的作用可能与记忆丧失有关Burghardt et al. (2012)：海马体参与分离记忆，这是一种利用模式分离的神经过程并允许认知灵活性的能力。我们使用主动回避任务的变体和两种独立的方法，即切除成年出生的神经元、海马局部X射线照射和胶质纤维酸性蛋白阳性神经前体细胞的基因消融，评估了成年海马神经发生在认知灵活性中的作用。结果证明，当成人的神经发生需要改变对刺激诱发记忆的学习反应时，它有助于认知灵活性Garthe et al. (2009)：尽管在过去的几年里取得了巨大的进展，新生颗粒细胞对成年海马功能的具体贡献仍不清楚。我们假设为了解决这个问题，必须特别注意学习测试的具体设计、分析和解释。因此，我们设计了一个行为实验，根据计算模型得出的假设，预测新的神经元可能与学习条件特别相关，在学习条件中，新的方面在熟悉的情况下出现，从而对水迷宫的参考记忆版本中的（再）学习的质量方面提出了很高的要求替莫唑胺（TMZ）对成人神经发生的任务抑制引起高度特异性的学习障碍。小鼠在隐藏平台版的Morris水迷宫中进行测试（每天6次，持续5天，第4天平台位置反转）。在四个治疗周期结束后4周进行测试，以尽量减少测试时潜在可招募的新神经元数量。神经发生的减少并没有改变CA3和齿状回的长时程增强，但消除了齿状回LTP中属于新生神经元的部分。TMZ在测试时没有任何明显的副作用，并且治疗组和对照组都学会了寻找隐藏的平台。然而，对搜索策略的定性分析显示，治疗组小鼠并没有向空间精确的搜索策略前进，特别是在学习改变的目标位置（逆转）时。因此，齿状回中的新神经元似乎对于增加海马依赖性学习质量参数的灵活性是必要的。我们发现，缺乏成年颗粒细胞特别导致动物无法精确定位隐藏目标，这也与齿状回的特殊作用有关在生成一个度量而不仅仅是一个环境的结构图。由于成年海马神经发生受到抑制而发现高度特异性的行为缺陷，因此可以将细胞海马可塑性与理论模型中定义明确的假设联系起来。Garthe et al. (2016)：我们在此证明，生活在刺激丰富的环境（ENR）中，可以改善水迷宫学习的特定关键指标，这些指标在先前的功能丧失实验中已被证明依赖于成人海马神经发生。通过分析小鼠在水迷宫中寻找隐藏平台的策略，发现ENR通过增加使用有效搜索策略的概率来促进任务的获取。当逃生平台移到新的位置时，ENR也增强了动物的行为灵活性。替莫唑胺可以减少成年神经发生，它可以消除ENR对获得性和灵活性的影响，同时不影响水迷宫学习的其他方面。这些特征性效应和相互依赖性在第二种神经源性行为刺激——自愿性车轮转动（RUN）的平行实验中没有发现。由于成人神经发生的组织学评估必然是一个终点测量，因此只能推断整个实验过程中的神经发生水平，本研究将行为参数作为分析终点。尽管体力活动与前体细胞增殖、学习和新神经元存活之间的关系已经很好地建立起来，但这里描述的特定功能效应与干细胞生态位的动态变化之间的关系仍有待解决。然而，我们的研究结果支持这样一个假设：成人神经发生是一个关键的机制，是领导一个积极生活、丰富经验的有益影响的基础Luu et al. (2012：海马齿状回成体神经发生在学习记忆中起重要作用。然而，新神经元对海马功能的确切贡献仍然存在争议。新的证据表明，当相似的项目必须在不同的时间学习时，神经发生对于模式分离和减轻干扰是重要的。在本研究中，我们使用最近开发的具有这些特定特征的嗅觉记忆任务来直接测试这种预测。在这项任务中，老鼠学习两个高度干扰的气味对列表，一个接一个，在相同或不同的环境中。与我们的假设一致，局灶性颅骨照射导致齿状回内的神经发生选择性减少，显著削弱了学习第二个列表期间克服干扰的能力。学习单一气味清单的能力没有受到影响。我们还发现，在海马依赖性空间交替任务中，辐射对学习没有影响。尽管这两项任务都涉及到学习干扰反应，但学习干扰项目的时间过程有所不同。学习干扰气味列表是在几个会话过程中顺序进行的，而学习干扰空间位置是在每个会话中同时进行的。因此，新神经元的逐渐增加可能为嗅觉任务而不是迷宫任务提供了模式分离机制。这些发现证明了神经发生在解决干扰中的作用，并且它们与模型一致，表明神经发生在模式分离中的关键作用。Winocur et al. (2012)：在高干扰或低干扰条件下，给予低剂量辐射抑制海马神经发生或假治疗的大鼠视觉辨别任务。一半的老鼠从事跑步活动，另一半没有。在非跑步者中，照射对学习没有影响，在低干扰条件下也没有记忆辨别反应，但照射治疗增加了他们对干扰的易感性，导致先前学习辨别的记忆丧失。参与跑步活动的受照大鼠表现出神经生长增强和对记忆损伤的保护。研究结果表明，成年期海马细胞在区分冲突性、语境依赖性记忆方面发挥了作用，进一步证明了神经发生在海马敏感记忆任务中的重要性。这一结果与海马功能的计算模型一致，海马功能的计算模型明确了神经发生在学习和记忆过程中干扰影响的调节中的中心作用
从简单地剪切致病基因，到开发出不再传播疾病的工程动物，基因编辑技术已经释放出巨大的潜力。随着研究的深入，科学界还发现，除了编辑具有遗传讯息的DNA片段，编辑RNA可以在不改变基因组的情况下，帮助调整基因表达方式，此外，RNA的寿命是相对短暂的，这也意味着它的变化是可以逆转的，从而避免基因工程中的巨大风险。
2017年10月，来自Broad研究所的张锋研究团队在《自然》期刊上发表了题为“RNA targeting with CRISPR-Cas13”的文章，首次将CRISPR-Cas13系统公之于众，证实了CRISPR-Cas13可以靶向哺乳动物细胞中的RNA。仅仅时隔三周，又一篇名为“RNA editing with CRISPR-Cas13”的力作发表于《科学》期刊。在该研究中，张锋研究团队再次展示了这一RNA编辑系统，能有效地对RNA中的腺嘌呤进行编辑。
在CRISPR出现之前，RNAi是调节基因表达的理想方法。但是Cas13a酶一大优势在于更强的特异性，而且这种本身来自细菌的系统对哺乳动物细胞来说，并不是内源性的，因此不太可能干扰细胞中天然的转录。相反，RNAi利用内源性机制进行基因敲除，对本身的影响较大。但CRISPR-Cas13系统还有一个重要的问题，Cas13a酶本质上是一种相对较大的蛋白质，因此很难被包装到靶组织中，这也可能成为RNA编辑技术临床应用的一大障碍。
2018年3月16日，一项发表在《细胞》期刊的重磅成果为RNA编辑技术带来一大步飞跃，来自美国Salk研究所的科学家利用全新的CRISPR家族酶扩展了RNA编辑能力，并将这个新系统命名为“CasRx”。
CasRx（品红色）在人类细胞核中靶向RNA（灰色），Salk研究所
“生物工程师就像自然界的侦探一样，在DNA模式中寻找线索来帮助解决遗传疾病。CRISPR彻底改变了基因工程，我们希望将编辑工具从DNA扩展到RNA。”研究领导者Patrick Hsu博士表示，“RNA信息是许多生物过程的关键介质。在许多疾病中，这些RNA信息失去了平衡，因此直接靶向RNA的技术将成为DNA编辑的重要补充。”
除了高效性且无明显脱靶效应，新系统的一个关键特征是其依赖于一种比以前研究中物理尺寸更小的酶。 这对RNA编辑技术至关重要，这使得该编辑工具能够更容易被包装到病毒载体，并进入细胞进行RNA编辑。来自东京大学的科学家Hiroshi Nishimasu并未参与这项研究，他表示：“在这项研究中，研究人员发现了一种较Cas13d更加‘紧凑’的酶CasRx。从基础研究到治疗应用，我认为CasRx将成为非常有用的工具。”
此外，在这项研究中，研究人员还展示了利用这种新型RNA编辑系统来纠正RNA过程的能力。他们将CasRx包装到病毒载体中，并将其递送到利用额颞叶痴呆（FTD）患者干细胞中培养的神经细胞，最终使tau蛋白水平恢复到健康水平上，有效率达到80%。
Patrick Hsu博士最后说道：“基因编辑技术通过对DNA的切割带来基因序列的改变。在经过基因编辑的细胞中，其效果是永久的。虽然基因编辑技术能够很好地将基因完全关闭，但对调节基因的表达上并不那么优秀。展望未来，这一最新工具将在RNA生物学研究中发挥重要作用，并有望在未来凭借该技术对RNA相关疾病进行治疗。”
该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合，通过尾静脉注射质粒的方式，将CasRx系统和靶向Pten基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中，成功在小鼠肝脏中实现了Pten的高效沉默。
3月18日，《蛋白质与细胞》期刊在线发表了《Cas13d介导的肝脏基因表达下调对代谢功能的调控》的研究论文，该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组和上海科技大学生命科学与技术学院黄鹏羽研究组合作完成。该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合，通过尾静脉注射质粒的方式，将CasRx系统和靶向Pten基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中，成功在小鼠肝脏中实现了Pten的高效沉默，证实了CasRx系统在成体动物体内也具有靶向沉默RNA的活性，通过增强下游蛋白AKT的磷酸化，影响了糖脂代谢相关基因的表达。同时，利用AAV递送CasRx和靶向Pscsk9的sgRNA到小鼠肝脏，有效降低了肝脏中PCSK9的蛋白表达，以及小鼠血液中的胆固醇水平。这为治疗后天性的代谢疾病提供了新方案。
同时，杨辉研究组与上海交通大学医学院附属上海第一人民医院孙晓东研究组合作，也探究了CasRx预防严重的眼部疾病——年龄相关性黄斑变性（AMD）的可能性，研究人员发现在体内使用CasRx敲低Vegfa的mRNA可以显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成（CNV）的面积，验证了将RNA靶向的CRISPR系统用于治疗应用的潜力。相关研究论文《CasRx介导的RNA靶向策略可防止年龄相关的黄斑变性的小鼠模型中的脉络膜新生血管形成》3月3日在《国家科学评论》在线发表。
近年来，CRISPR/Cas9技术因其强大且便捷的DNA编辑能力而受到广泛关注。2016年，张锋实验室发现了一种新的Cas蛋白Cas13a，可以靶向RNA进行切割。之后人们又陆续发现了靶向RNA的Cas13b, Cas13c。由于Cas13家族蛋白靶向RNA的特点，理论上在一些特定疾病的检测和治疗上具有独特优势，因而成为近年来的研究热点。2018年，加州大学伯克利分校Patrick Hsu实验室发现了Cas13d家族。他们发现与RNA干扰技术相比，Cas13d介导的基因沉默具有更高的特异性（与数百个shRNA脱靶相比，Cas13d没有脱靶）和敲除效率（Cas13d达到96％，shRNA达到65％）。而与Cas9介导的基因敲除技术相比，Cas13d介导的基因沉默不会改变基因组DNA，因此这种基因沉默是可逆的，从而对一些后天性疾病（如因不良生活习惯导致的高血脂等后天代谢性疾病）的治疗更有优势。其中Cas13d家族的CasRx蛋白由于体积小，效率高，被认为是在未来应用中最具有优势的Cas13蛋白。
此前的工作都在细胞水平证明了CasRx的高效性和特异性，杨辉研究组的这两篇文章则更进一步在动物体内证明了CasRx的活性，为临床提供了可能性。为证明CasRx在动物体内的活性，研究人员分别针对目的基因进行了sgRNA的体外筛选，然后采用尾静脉注射敲低Pten的质粒、尾静脉注射敲低Pcsk9的AAV8病毒、眼部注射敲低Vegfa的AAV病毒。对注射后的小鼠进行相应分析，分别得到Pten基因下调及其下游蛋白AKT的磷酸化上调，Pcsk9下调造成血清胆固醇下调；Vegfa下调显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成（CNV）的面积。
2020年3月18日，《蛋白质与细胞》期刊在线发表了《Cas13d介导的肝脏基因表达下调对代谢功能的调控》的研究论文，该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组和上海科技大学生命科学与技术学院黄鹏羽研究组合作完成。该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合，通过尾静脉注射质粒的方式，将CasRx系统和靶向 Pten 基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中，成功在小鼠肝脏中实现了 Pten 的高效沉默， 证实了CasRx系统在成体动物体内也具有靶向沉默RNA的活性， 通过增强下游蛋白AKT的磷酸化，影响了糖脂代谢相关基因的表达。同时，利用AAV递送CasRx和靶向 Pscsk9 的sgRNA到小鼠肝脏， 有效降低了肝脏中PCSK9的蛋白表达，以及小鼠血液中的胆固醇水平 。这为治疗后天性的代谢疾病提供了新方案。
同时，杨辉研究组与上海交通大学医学院附属上海第一人民医院孙晓东研究组合作，也 探究了CasRx预防严重的眼部疾病——年龄相关性黄斑变性（AMD）的可能性，研究人员发现在体内使用CasRx敲低 Vegfa的mRNA可以显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成（CNV）的面积**，验证了将RNA靶向的CRISPR系统用于治疗应用的潜力。相关研究论文《CasRx介导的RNA靶向策略可防止年龄相关的黄斑变性的小鼠模型中的脉络膜新生血管形成》3月3日在《国家科学评论》在线发表。
近年来，CRISPR/Cas9技术因其强大且便捷的DNA编辑能力而受到广泛关注。2016年，张锋实验室发现了一种新的Cas蛋白Cas13a，可以靶向RNA进行切割。之后人们又陆续发现了靶向RNA的Cas13b, Cas13c。由于Cas13家族蛋白靶向RNA的特点，理论上在一些特定疾病的检测和治疗上具有独特优势，因而成为近年来的研究热点。2018年，加州大学伯克利分校Patrick Hsu实验室发现了Cas13d家族。他们发现与RNA干扰技术相比，Cas13d介导的基因沉默具有更高的特异性（与数百个shRNA脱靶相比， Cas13d没有脱靶）和敲除效率（Cas13d达到96％ ，shRNA达到65％）。而与Cas9介导的基因敲除技术相比， Cas13d介导的基因沉默不会改变基因组DNA，因此这种基因沉默是可逆的 ，从而对一些后天性疾病（如因不良生活习惯导致的高血脂等后天代谢性疾病）的治疗更有优势。其中Cas13d家族的CasRx蛋白由于体积小，效率高，被认为是在未来应用中最具有优势的Cas13蛋白。
此前的工作都在细胞水平证明了CasRx的高效性和特异性，杨辉研究组的这两篇文章则更进一步在动物体内证明了CasRx的活性，为临床提供了可能性 。为证明CasRx在动物体内的活性，研究人员分别针对目的基因进行了sgRNA的体外筛选，然后采用尾静脉注射敲低 Pten 的质粒、尾静脉注射敲低 Pcsk9 的AAV8病毒、眼部注射敲低 Vegfa 的AAV病毒。对注射后的小鼠进行相应分析，分别得到 Pten 基因下调及其下游蛋白AKT的磷酸化上调， Pcsk9 下调造成血清胆固醇下调； Vegfa 下调显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成（CNV）的面积。
图1 CasRx介导的 Pten 体内体外的下调（ Protein & Cell ）
A.质粒示意图；B.N2a细胞中 Pten 的下调；C.Western检测PTEN及AKT的表达； D.CasRx与shRNA脱靶比较；E.尾静脉注射质粒示意图；F.G.H.免疫荧光，qPCR，western分别检测 Pten 及p-AKT的表达
图2 血清胆固醇的调节以及 Pcsk9 的可逆调控（ Protein & Cell ）
A.针对 Pcsk9 的AAV8病毒注射示意图；B.肝组织中 Pcsk9 的表达量；C.血清 PCSK9 的表达量；D.血清胆固醇水平；E.F.血清ALT和AST的测定；G.可逆调节注射示意图； H. Pcsk9 的动态调控。
图3 AAV介导CasRx减少了AMD小鼠模型中CNV的面积（National Science Review）
A.小鼠和人序列比较以及sgRNA示意图；B.C.在293T和N2a细胞中敲低 Vegfa ；D.VEGFA蛋白的表达；E.AAV病毒质粒示意图；F.实验流程图；G.CasRx的mRNA表达水平；H.I.激光烧伤之前或之后7天的 Vegfa mRNA水平；J.CNV诱导3天后的VEGFA蛋白水平；K.激光烧伤7天后，用PBS或AAV-CasRx- Vegfa 注射的代表性CNV图像；L.M.CNV面积统计。
2020 年 4 月 8 日， Cell 期刊在线发表了题为 《Glia-to-Neuron Conversion by CRISPR-CasRx Alleviates Symptoms of Neurological Disease in Mice》 的研究论文，该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室 杨辉 研究组完成。
该项研究通过运用最新开发的 RNA 靶向 CRISPR 系统 CasRx 特异性地在视网膜穆勒胶质细胞中敲低 Ptbp1 基因的表达，首次在成体中实现了视神经节细胞的再生，并且恢复了永久性视力损伤模型小鼠的视力。同时，该研究还证明了这项技术可以非常高效且特异地将纹状体内的星形胶质细胞转分化成多巴胺神经元，并且基本消除了帕金森疾病的症状。该研究将为未来众多神经退行性疾病的治疗提供一个新的途径。
人类的神经系统包含成百上千种不同类型的神经元细胞。在成熟的神经系统中，神经元一般不会再生，一旦死亡，就是永久性的。神经元的死亡会导致不同的神经退行性疾病，常见的有阿尔兹海默症和帕金森症。此类疾病的病因尚不明确且没有根治的方法，因此对人类的健康造成巨大威胁。据统计，目前全球大约有 1 亿多的人患有神经退行性疾病，而且随着老龄化的加剧，神经退行性疾病患者数量也将逐渐增多。
在常见的神经性疾病中，视神经节细胞死亡导致的永久性失明和多巴胺神经元死亡导致的帕金森疾病是尤为特殊的两类，它们都是由于特殊类型的神经元死亡导致。我们之所以能看到外界绚烂多彩的世界，是因为我们的眼睛和大脑中存在一套完整的视觉通路，而连接眼睛和大脑的神经元就是视神经节细胞。
作为眼睛和大脑的唯一一座桥梁，视神经节细胞对外界的不良刺激非常敏感。研究发现很多眼疾都可以导致视神经节细胞的死亡，急性的如缺血性视网膜病，慢性的如青光眼。视神经节细胞一旦死亡就会导致永久性失明。据统计，仅青光眼致盲的人数在全球就超过一千万人。
帕金森疾病是一种常见的老年神经退行性疾病。它的发生是由于脑内黑质区域中一种叫做多巴胺神经元的死亡，从而导致黑质多巴胺神经元不能通过黑质-纹状体通路将多巴胺运输到大脑的另一个区域纹状体。目前，全球有将近一千万人患有此病，我国尤为严重，占了大约一半的病人。 如何在成体中再生出以上两种特异类型的神经元，一直是全世界众多科学家努力的方向。
该研究中，研究人员首先在体外细胞系中筛选了高效抑制 Ptbp1 表达的 gRNA，设计了特异性标记穆勒胶质细胞和在穆勒胶质细胞中表达 CasRx 的系统。所有元件以双质粒系统的形式被包装在 AAV 中并且通过视网膜下注射，特异性地在成年小鼠的穆勒胶质细胞中下调 Ptbp1 基因的表达。
大约一个月后，研究人员在视网膜视神经节细胞层发现了由穆勒胶质细胞转分化而来的视神经节细胞，并且转分化而来的视神经节细胞可以像正常的细胞那样对光刺激产生相应的电信号。
研究人员进一步发现，转分化而来的视神经节细胞可以通过视神经和大脑中正确的脑区建立功能性的联系，并且将视觉信号传输到大脑。在视神经节细胞损伤的小鼠模型中，研究人员发现转分化的视神经细胞可以让永久性视力损伤的小鼠重新建立对光的敏感性。
为进一步发掘 Ptbp1 介导的胶质细胞向神经元转分化的治疗潜能，研究人员证明了该策略还能特异性地将纹状体中的星形胶质细胞非常高效的转分化为多巴胺神经元，并且证明了转分化而来的多巴胺神经元能够展现出和黑质中多巴胺神经元相似的特性。
在行为学测试中，研究人员发现这些转分化而来的多巴胺神经元可以弥补黑质中缺失的多巴胺神经元的功能，从而将帕金森模型小鼠的运动障碍逆转到接近正常小鼠的水平。
需要指出的是，虽然科学家们在实验室里取得了重要进展，但是要将研究成果真正应用于人类疾病的治疗，还有很多工作要做：人类的视神经节细胞能否再生？帕金森患者是否能通过该方法被治愈？这些问题有待全世界的科研工作者共同努力去寻找答案。
（上）CasRx 通过靶向的降解 Ptbp1 mRNA 从而实现 Ptbp1 基因表达的下调。
（中）视网膜下注射 AAV-GFAP-CasRx-Ptbp1 可以特异性的将视网膜穆勒胶质细胞转分化为视神经节细胞，转分化而来视神经节细胞可以和正确的脑区建立功能性的联系，并且提高永久性视力损伤模型小鼠的视力。
（下）在纹状体中注射 AAV-GFAP-CasRx-Ptbp1 可以特异性的将星形胶质细胞转分化为多巴胺神经元，从而基本消除了帕金森疾病模型小鼠的运动症状。
RNA-editing Cas13 enzymes have taken the CRISPR world by storm. Like RNA interference, these enzymes can knock down RNA without altering the genome , but Cas13s have higher on-target specificity. New work from Konermann et al. and Yan et al. describes new Cas13d enzymes that average only 2.8 kb in size and are easy to package in low-capacity vectors! These small, but mighty type VI-D enzymes are the latest tools in the transcriptome engineering toolbox.
Microbial CRISPR diversity is impressive, and researchers are just beginning to tap the wealth of CRISPR possibilities. To identify Cas13d, both groups used very general bioinformatic screens that looked for a CRISPR repeat array near a putative effector nuclease. The Cas13d proteins they identified have little sequence similarity to previously identified Cas13a-c orthologs, but they do include HEPN nuclease domains characteristic of the Cas13 superfamily. Yan et al. proceeded to study orthologs from Eubacterium siraeum (EsCas13d) and Ruminococcus sp. (RspCas13d), while Konermann et al. characterized orthologs from “Anaerobic digester metagenome” (AdmCas13d) and Ruminococcus flavefaciens (nicknamed CasRx), as well as EsCas13d.
Like other Cas13 enzymes, the Cas13d orthologs described in these papers can independently process their own CRISPR arrays into guide RNAs. crRNA cleavage is retained in dCas13d and is thus HEPN-independent. These enzymes also do not require a protospacer flanking sequence, so you can target virtually any RNA sequence ! In bacteria, Cas13d-mediated cleavage promotes collateral cleavage of other RNAs. As with other Cas13s, this collateral cleavage does not occur when Cas13d is expressed in a mammalian system.
Since Cas13d is functionally similar to previously discovered Cas13 enzymes - what makes these orthologs so special? The first property is size - Cas13d enzymes have a median length of ~930aa - making them 17-26% smaller than other Cas13s and a whopping 33% smaller than Cas9! Their small size makes then easy to package in low-capacity vectors like AAV, a popular vector due to its low immunogenicity. But these studies also identified other advantages, including Cas13d-specific regulatory proteins and high targeting efficiency, both of which are described below.
The majority of Type VI-D loci contain accessory proteins with WYL domains (named for the three conserved amino acids in the domain). Yan et al. from Arbor Biotechnologies found that RspCas13d accessory protein RspWYL1 increases both targeted and collateral RNA degradation by RspCas13d. RspWYL1 also increased EsCas13d activity, indicating that WYL domain-containing proteins may be broader regulators of Cas13d activity. This property makes WYL proteins an intriguing counterpart to anti-CRISPR proteins that negatively modulate the activity of Cas enzymes, some of which are also functional in multiple species (read Arbor Biotechnologies' press release about their Cas13d deposit here ).
Not all Cas13d proteins are functional in mammalian cells, but Konermann et al. saw great results with CasRx and AdmCas13d fused to a nuclear localization signal (NLS). In a HEK293 mCherry reporter assay, CasRx and AdmCas13d produced 92% and 87% mCherry protein knockdown measured by flow cytometry, respectively. Cas13d CRISPR array processing is robust, with CasRx and either an unprocessed or processed gRNA array (22 nt spacer with 30 nt direct repeat) mediating potent knockdown. Multiplexing from the CRISPR array yielded >90% knockdown by CasRx for each of four targets, including two mRNAs and two nuclear long non-coding RNAs.
One interesting twist to Cas13d enzymes is their cleavage pattern: EsCas13d produced very similar cleavage products even when guides were tiled across a target RNA, indicating that this enzyme does not cleave at a predictable distance from the targeted region. Konermann et al. show that EsCas13d favors cleavage at uracils, but a more detailed exploration of this cleavage pattern is necessary.
Konermann et al. compared CasRx to multiple RNA regulating methods: small hairpin RNA interference, dCas9-mediated transcriptional inhibition (CRISPRi), and Cas13a/Cas13b RNA knockdown. CasRx was the clear winner with median knockdown of 96% compared to 65% for shRNA, 53% for CRISPRi, and 66-80% for other Cas13a and Cas13b effectors. Like previously characterized Cas13 enzymes, CasRx also displays very high on-target efficiency; where shRNA treatment produced 500-900 significant off-targets, CasRx displayed zero. Unlike Cas9, for which efficiency varies widely across guide RNAs, each guide tested with CasRx yielded >80% knockdown. It seems that CasRx may make it possible to target essentially any RNA in a cell.
Since catalytically dead dCasRx maintains its RNA-binding properties, Konermann et al. tested its ability to manipulate RNA species through exon skipping. Previous CRISPR exon-skipping approaches used two guide RNAs to remove a given exon from the genome, and showed success in models of muscular dystrophy . In this case, Konermann et al. targeted MAPT , the gene encoding dementia-associated tau, delivering dCasRx and a 3-spacer array targeting the MAPT exon 10 splice acceptor and two putative splice enhancers. After AAV-mediated delivery to iPS-derived cortical neurons, dCasRx-mediated exon skipping improved the ratio of pathogenic to non-pathogenic tau by nearly 50%, showing proof-of-concept for pre-clinical and clinical applications of dCasRx.
The identification of Type VI Cas13d enzymes is another win for bioinformatic data mining. As we continue to harness the natural diversity of CRISPR systems, only time will tell how large the genome and transcriptome engineering toolbox will be. It is, however, certain that the impact of CRISPR scientific sharing will continue to grow, and we at Addgene appreciate our depositors for making their tools available to the broader community.
References
Konermann, Silvana, et al. “Transcriptome Engineering with RNA-Targeting Type VI-D CRISPR Effectors.” Cell (2018) pii: S0092-8674(18)30207-1. PubMed PMID: 29551272
Yan, Winston X., et al. “Cas13d Is a Compact RNA-Targeting Type VI CRISPR Effector Positively Modulated by a WYL-Domain-Containing Accessory Protein.” Mol Cell. (2018) pii: S1097-2765(18)30173-4. PubMed PMID: 29551514
\1. Transcriptome Engineering with RNA-Targeting Type VI-D CRISPR Effectors
\2. CRISPR genetic editing takes another big step forward, targeting RNA
\3. How Editing RNA—Not DNA—Could Cure Disease in the Future
[ https://www.obiosh.com/kyfw/zl/aav/209.html](
摘要： 地底下有一种神秘的古菌，力量无穷，可以在适当的情境下，把很多物质分解。这种新型产甲烷古菌有可能作为一种全新的合成生物学底盘细胞，具有广泛的应用前景。
地底下到底在发生什么，对于人类来说，还有很多未解之谜。
最近，中国科学家和英国科学家，几乎同时发现一个惊人秘密：即在地球深层，有一种神秘的古微生物，可以在地底下把二氧化碳和石油等碳烃物质，降解为甲烷。
来自中国农业农村部沼气科学研究所的专家发现，一种来自油藏的新型产甲烷古菌，可在厌氧环境下直接氧化原油中的长链烷基烃产生甲烷，突破了产甲烷古菌只能利用简单化合物生长的传统认知，拓展了对产甲烷古菌碳代谢功能的认知。
而来自英国牛津大学的专家发现，把二氧化碳注入地底下，通过产甲烷微生物作用，可将一部分二氧化碳转化为甲烷。
我们知道，甲烷是一种比二氧化碳更强的温室气体，但由于其高度可燃性，通常是作为燃料（天然气及沼气等的主要成分）为我们日常生活所用。并且甲烷也可作为化工原料，广泛应用于氢气、一氧化碳、乙炔及甲醛等的制造。
2021年12月23日，《自然》杂志在线同时刊登了这两个发现成果。两者的基本原理都差不多，但是在不同的应用场景中发现。这些成果在实际生产中有广泛用途。
01 英国科学家：地下注入二氧化碳产生了甲烷
在过去的50年里，大气中的二氧化碳(CO₂)水平显著增加，导致全球气温升高和地球气候的突然变化。碳捕获和封存(CCS)是科学家希望在应对气候危机方面发挥重要作用的新技术之一。
CCS包括从工业过程排放的气体中捕获CO₂，或者从发电过程中燃烧化石燃料中捕获CO₂，然后将其储存在地下的地质构造中。如果我们想要从碳氢化合物系统中“清洁燃烧”生产氢气，CCS也将是关键。
英国政府最近选择了四个地点来开发数十亿英镑的CCS项目，这是英国到2030年每年从重工业中削减2000万至3000万吨CO₂计划的一部分。其他国家也做出了类似的碳减排承诺。
二氧化碳驱油法(CO₂-EOR)是作为提高石油开采率的一种手段，CO₂ 历史 上曾被注入到许多枯竭的碳氢化合物油藏中。这提供了一个独特的机会来评估注入碳在工程时间尺度上的（生物）地球化学行为。
“CCS将是我们避免气候变化斗争中的关键工具。除了计算机建模和基于实验室的实验，了解CCS在实践中是如何工作的，对于提供安全可靠的CO₂地质封存是至关重要的。”牛津大学地球科学系Rebecca Tyne博士说。
Rebecca Tyne博士是这个项目合作团队人员之一，也是《自然》杂志论文的作者。她和牛津大学地球科学系Chris Ballentine教授带领一个国际合作者团队调查了美国路易斯安那州一个CO₂-EOR驱油油田中CO₂的变化。
他们比较了驱油开采油田中CO₂与相邻油田的(生物)地球化学组成。相邻油田从未进行过CO₂采油。
数据显示，在驱油开采的油田中，CO₂提高采收率后留下的高达74%的二氧化碳溶解在地下水中。出人意料的是，通过生产甲烷微生物作用，注入的CO₂中高达13-19%转化成了甲烷。
“与CO₂相比，甲烷的溶解性、可压缩性和反应性更低，因此，如果能产生甲烷，我们可以安全地向这些地点注CO₂。现在这个过程已经被确定，我们可以在未来的CCS选址中考虑到这一点。” Chris Ballentine教授说。
此外，作者认为，这一过程也发生在其他富含CO₂的天然气田和驱油开采油田中。温度是一个关键的考虑因素，许多 CCS 地质目标对于微生物的运行来说太深太热。然而，如果CO₂从较深的热系统泄漏到类似的较浅、较冷的地质结构中，那里存在微生物，CO₂转化为甲烷这一过程可能会发生。
这项研究对确定未来的CCS目标、建立安全的基线条件和长期监测计划至关重要，而这对低风险、长期碳储存非常重要。
02 中国科学家：神秘古菌以“一己之力”生产甲烷
传统原油开采技术，难以驱动地下油藏全部原油的运移，仍然有过半原油开采不出来。科学家相信，能在油藏环境中存活的厌氧微生物有望成为人类的帮手。利用沼气发酵原理，将液态原油降解成气态甲烷，形成油气共采，是科学家 探索 的一条道路。
据《中国科学报》报道，来自中国农业农村部沼气科学研究所（下称“沼科所”）能源微生物创新团队，与深圳大学、德国马克斯·普朗克海洋微生物研究所、中国石化微生物采油重点实验室等单位研究人员合作，发现了一种来自油藏的新型产甲烷古菌，可在厌氧环境下直接氧化原油中的长链烷基烃产生甲烷，突破了产甲烷古菌只能利用简单化合物生长的传统认知，拓展了对产甲烷古菌碳代谢功能的认知。
原油的主要成分是由几十个碳链形成的比较复杂的碳氢化合物。
早在上世纪末，德国科学家首次在《自然》报道了石油烃可以被厌氧微生物降解转化为甲烷。但是，这种生物降解过程与传统的沼气发酵类似，需要多种不同类型的细菌和古菌，通过互营代谢来完成。
论文共同通讯作者、深圳大学教授李猛告诉《中国科学报》，互营代谢是指有机质分解降解产生甲烷的时候，需要细菌和产甲烷古菌两种不同类型的微生物通过彼此依赖、互不可分的方式合作。
“在缺氧环境下，有机质被降解产生甲烷的过程俗称沼气发酵。”论文作者、沼科所研究员白丽萍说，过去的观点认为，产甲烷古菌仅能通过乙酸发酵、CO₂还原、甲基裂解和氧甲基转化等4条途径产生甲烷。其所能利用的底物非常简单，主要是一碳或者二碳化合物。
“以前的教科书告诉我们，对于由几十个碳组成的烷烃和烷基烃这种复杂有机物，产甲烷古菌是不可能直接‘吃’掉它们的。之前，也没有微生物直接降解石油烃生成甲烷或者CO₂的研究报道。”论文通讯作者、沼科所研究员承磊说。
论文第一作者、沼科所周卓介绍，厌氧微生物是地球上数量最多、物种最丰富的生物资源。但由于技术原因，目前分离鉴定的厌氧微生物物种不足0.1%，大部分还属于“微生物暗物质”。科学家知道其存在，但是不知道它们是一种什么样的存在。
产甲烷古菌就是一种独特的厌氧微生物，对氧气敏感，通常在空气中暴露几分钟就会死亡。它之所以被称为“古菌”，是因为这种独特的生命早在35亿年前就存在于地球上。它拥有很多头衔：地球上最早的生命形式之一、全球大气甲烷排放主要贡献者、沼气发酵过程中的关键功能微生物。
“找到这种新的产甲烷古菌是一个意外的发现。”承磊说，其团队从2005年开始进行厌氧烃降解产甲烷的研究，但工作开展起来非常难。
“第五种甲烷产生途径的提出，完善了我们 探索 全球碳素生物地球化学循环的认知。”承磊说。
论文作者、中国石化微生物采油重点实验室教授汪卫东告诉《中国科学报》，这也说明在油藏条件下，还有丰富的未知微生物存在，它们有着不同的功能。其中一些微生物以不同的方式降解原油，将其转化成甲烷或天然气。
03 多样化的应用前景
传统的原油开采技术，主要是应用化学物质或水压力来驱动地下深层的原油运移。“这种利用物理和化学方法采油的技术，导致超过一半的原油残留在地下油藏，难以被开采利用。”汪卫东说，基于这项研究成果，将有可能利用地下厌氧微生物的作用，把液态的原油降解变成气态的甲烷，形成油气共采，最终达到较高的原油开采利用率。这也可延长油藏的开发寿命，有望让老油田“复活”。
沼科所所长王登山认为，这项由“0”到“1”的基础研究认知，为人们开发“地下沼气工程”奠定了理论基础。
“地下的油不用抽出来，可以直接把油变成气，让气体出来，进行甲烷的收集。这相当于我们把沼气池修在了几千米的地下油藏中，形成平方公里尺度的巨大‘地下沼气池’。”王登山说，因此，基于该项成果的技术攻关一旦突破，对枯竭油藏进行油气共采，增产的油气总量将达到数亿吨，这将为缓解我国能源对外依赖度、保障国家能源安全提供科学支撑。
此外，这种新型产甲烷古菌有可能作为一种全新的合成生物学底盘细胞，具有广泛的应用前景。
参考资料：
[1]中国科学报：神秘古菌以“一己之力”产甲烷
[2]
[3]
[4]
文：综合自《中国科学报》、sciencedaily
近日，中国科学院深海科学与工程研究所地外海洋系统研究室研究员刘翠艳作为共同作者在全球气候变化领域期刊Nature Climate Change上发表了题为Reduced net methane emissions due to microbial methane oxidation in a warmer Arctic 的文章。该研究在北极地区甲烷净排放量方面取得新进展。 研究人员将最近在北极矿物土壤中发现的高亲和力甲烷氧化菌（HAMs；甲烷氧化细菌）和产甲烷菌的动力学整合到包含永冻层土壤有机碳动力学的生物地球化学模型中。新模型预测，由于永冻层中的有机碳在较暖和的气候下会更容易被微生物降解，在2017年至2100年之间湿地甲烷排放量将增加一倍。但是，高地冻土由HAMs主导的甲烷汇强度同时也在增加，因而抵消了大部分湿地甲烷的排放，令北极地区甲烷净排放量仅增加18%。预计由于HAMs和产甲烷菌对温度上升所作出的生理反应有异，北极地区甲烷净排放量可能会进一步降低。 图.从2017年到2100年北极（北纬50°以上）年度净甲烷排放量预测
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科研论文1. 施用氮肥对小白菜、番茄中硝酸盐积累的影响，胡承孝、邓波儿、刘同仇，华中农业大学学报，1992，11（3）：239～243。2. 鄂南红壤性水稻土双晚杂交稻NPK经济配比施用研究，胡一凡、胡承孝、尹名济等，华中农业大学学报，1992，11（3）：244～248。3. 武汉市菜园土硝酸盐的持留和运移，胡承孝、邓波儿、刘同仇等，土壤通报，1993，24（3）：118～120。4.鄂南红壤性水稻土油稻稻轮作制中肥料分配的研究，胡承孝、胡一凡、尹名济，华中农业大学学报，1995，Sup.Sum 20：122～125。5.过量硼对小白菜品质及氮代谢的影响，胡承孝、刘同仇，华中农业大学学报，1995，Sup.Sum 21：49～52。6.磷肥对看麦娘生长发育的影响，张礼福、胡承孝，华中农业大学学报，1996，15(1)：39～40。7.氮肥水平对蔬菜品质的影响，胡承孝、邓波儿、刘同仇，土壤肥料，1996，3：34～36。8.不同小麦品种施钾效应的差异Ⅰ:生物学产量和钾积累，胡承孝、王运华，华中农业大学学报，1996，15(3)：243～248。9.鄂南4种土壤施用氯化钾对油菜幼苗生长及养分积累的影响，胡承孝、谭云，华中农业大学学报，1996，15(4)：350～353。10.不同小麦品种施钾效应的差异，胡承孝、王运华，植物营养与肥料学报，1996，2(3)：273～278。11.不同小麦品种施钾效应的差异Ⅱ: 氮、磷营养元素吸收与平衡，胡承孝、王运华，华中农业大学学报，1996，15(5)：442～446。12.磷肥对小麦与看麦娘相互关系的影响，张礼福、胡承孝，华中农业大学学报，1996，15(5)：450～453。13.氮肥对小白菜、番茄供食器官品质的影响，胡承孝、邓波儿，植物营养与肥料学报，1997，3(1)：85～89。14.湖北省部分茶园土壤肥力及茶树营养状况分析，胡承孝、黄芳鹤，华中农业大学学报，1997，16(3)：287～290。15（会议）.植物钼营养研究进展，胡承孝、王运华、魏文学，见：中国土壤学会、中国植物营养与肥料学会青年委员会编，《迈向21世纪的土壤和植物营养科学》,中国农业出版社，1997：344～348。16.鄂南棕红壤旱地施用石灰和硫酸镁对油菜的效应，胡承孝、吴平，华中农业大学学报，1997，16(6)：571～575。17.黄棕壤有效钼水平对冬小麦产量结构及叶绿素、可溶性糖的影响，胡承孝、王运华、魏文学等，土壤肥料，1998，1：19～22。18.利用钼值作为冬小麦缺钼土壤诊断指标的探讨，胡承孝、庞静、魏文学等，植物营养与肥料学报，1998，4(4)：393～398。19（会议）.迅速发展的中国钼肥研究，王运华、胡承孝、魏文学等，见：中国农学会微量元素与食物链研究会编著，第二届国际微量元素与食物链学术研讨会论文集，北京：中国农业出版社，1999：33～41。20（会议）.钼肥研究进展，王运华、胡承孝、魏文学等，见：李生秀主编，土壤－植物营养研究文集，陕西科学技术出版社，1999：63～71。钼、氮配合施用对冬小麦产量、干物质积累的影响，胡承孝、王运华、魏文学等，华中农业大学学报，1999，18(3)：225～228。植物钼营养与施用钼肥研究进展，胡承孝、魏文学、王运华，华中农业大学学报（湖北省土壤肥料研究与应用论文集），1999，Sup.Sum 28：241～247。钼在冬小麦植株中的分布研究，胡承孝、王运华、魏文学等，华中农业大学学报，2000，19（6）：568～572。种子钼对冬小麦硝酸还原酶活性、干物质重及产量的影响，喻敏、王运华、胡承孝，植物营养与肥料学报，2000，6（2）：220～226。一个冬小麦钼营养诊断方法研究，杜昌文、胡承孝、王运华等，世界元素医学，2000，7（1）：85～88。钼对冬小麦氮代谢的影响，喻 敏、胡承孝、杨玉华等，世界元素医学，2000，7（1）：102～105。钼营养对冬小麦无机氮组分的影响，胡承孝、王运华、谭启玲等，华中农业大学学报，2001，20（2）：125～129。冬小麦不同生育阶段对钼的吸收和积累，胡承孝、王运华、庞静等，华中农业大学学报，2001，20（4）：350～353。施用工业污泥对棉花产量及土壤重金属含量的影响，谭启玲、胡承孝、魏文学，华中农业大学学报，2001，20（1）：36～39。钼对黄棕壤上冬小麦碳代谢的影响，庞静、胡承孝、王运华等，华中农业大学学报，2001，20（1）：33～35。施钼对冬小麦铵态氮含量及膜透性的影响，孙学成、胡承孝、魏文学，三峡大学学报（自然科学版），2001（4）：381～384。施钼对冬小麦脯氨酸和抗坏血酸含量的影响，孙学成、胡承孝、魏文学，三峡大学学报（自然科学版），2001（5）：473～476。施用钼肥对冬小麦游离氨基酸、可溶性蛋白质和糖含量的影响，孙学成、胡承孝、谭启玲等，华中农业大学学报，2002，21（1）：40-43。城市污泥中重金属形态及其对潮土酶活性的影响，谭启玲、胡承孝、周后建等，华中农业大学学报，2002，21（1）：36-39。钼、氮肥配合施用对冬小麦子粒蛋白质及其氨基酸组成的影响，胡承孝、王运华、谭启玲、魏文学，植物营养与肥料学报，2002，8（2）：224～228。城市污泥的特性及其农业利用现状，谭启玲、胡承孝、赵 斌等，华中农业大学学报，2002，21（6）：586-592。冬小麦缺钼反应的基因型差异，喻 敏、胡承孝、王运华，华中农业大学学报，2003，22（4）：360～364。施用钼肥对酸性黄棕壤上冬小麦叶片膜脂肪酸及叶细胞超微结构的影响，柳 勇、胡承孝（通讯作者）、谭启玲，植物营养与肥料学报，2004，10（1）：86～90。两种污泥的连续施用对潮土重金属含量及酶活性的影响，谭启玲、胡承孝（通讯作者）等，应用生态学报(Chinese Journal of Applied Ecology)，2004，15(3):497～500。硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜品种苗期硼形态的影响，年夫照、石 磊、徐芳森、陈 钢、胡承孝、王运华，植物营养与肥料学报，2004，10（6）：633～637。49. 食物中的钼与人体健康，郑艺梅、胡承孝，世界元素医学，2004，11（1）：6～9。50. 不同钼效率冬小麦品种钼的吸收和分配，喻 敏、胡承孝、王运华，中国农业科学，2004，37（11）：1749～1753。51. 硼对不同效率甘蓝型油菜产量和品质的效应，年夫照、石 磊、徐芳森、陈 钢、胡承孝、王运华，中国油料作物学报，2004，26（4）：63～65。52. 菜地土壤氮素淋失及其调控措施的研究进展，张学军、赵桂芳、朱雯清、陈晓群、王黎明、吴礼树、胡承孝，生态环境，2004，13（1）：105～108。53. 不同滴灌量和施氮量对马铃薯硝酸盐累积的影响，张学军、李娜娜、陈晓群、吴礼树、胡承孝，灌溉排水学报，2004，23（4）：23～25。54. 硼对油菜产量和品质效应的研究进展，年夫照、石 磊、徐芳森、胡承孝、王运华，山地农业生物学报，2005，24（1）：79～83。55. 高等植物含钼酶与钼营养，孙学成、胡承孝（通讯作者），植物生理学通讯，2005，41（3）：395～399。56. Effects of earthworm activity on fertility and heavy metal bioavailability in sewage sludge. Xiaoli Liu, Chengxiao Hu(Corresponding author), Shuzhen Zhang. Environment International, 2005,31:874-879（SCI、EI收录）。57.缺钼对冬小麦不同品种叶绿素含量和叶绿体超微结构的影响，喻 敏、胡承孝、王运华，华中农业大学学报，2005，24（5）：465～469。58. 生态混凝土在城市面源污染控制中的应用初探，陈庆锋、单保庆、胡承孝、刘毅，上海环境科学，2005，24（5）：214-217。59. 钼对冬小麦叶绿素含量变化的影响，喻 敏、胡承孝、王运华，麦类作物学报，2006，26（2）：113-116。60. Effects of Molybdenum on Antioxdative Defense System and Membrane Lipid Peroxidation in Winter Wheat under Low Temperature Stress. SUN Xue-Cheng, HU Cheng-Xiao(Corresponding author), TAN Qi-Ling. Journal of Plant Physiology and Molecular Biology, 2006, 32(2):175-182.61a. 低温条件下钼对冬小麦叶绿素合成前体的影响，喻 敏、胡承孝、王运华，中国农业科学，2006 ，39（4）：702-708。61b. Effects of molybdenum on the intermediates of chlorophyll biosynthesis in winter wheat cultivars under low temperature, Min Yu, Chengxiao Hu, Yunhua Wang. Agricultural Sciences in China, 2006，5（9）：670-677。62. 低温胁迫下钼对冬小麦抗氧化酶活性的影响，孙学成、谭启玲、胡承孝（通讯作者）、甘巧巧、易长城，中国农业科学，2006 ，39（5）：952-959。63. 低温胁迫下钼对冬小麦光合作用特性的影响，孙学成、胡承孝（通讯作者）、谭启玲、甘巧巧，作物学报，2006，32（9）：1418-1422。64. 从QTL到QTG的路还有多远? 曾长英、徐芳森、孟金陵、王运华、胡承孝，遗传（HEREDITAS)，2006，28（9）：1191-1198。65. 湖北省不同地区水稻土对几种养分的吸附能力研究，廖志文、邹娟、胡承孝（通讯作者）、巩细民、鲁君明，华中农业大学学报，2006，25（4）：385-388。66. 钼对小白菜叶绿素和抗坏血酸含量以及硝酸盐累积的影响，郑艺梅、胡承孝、郑 晶、华 平、张 奎，农产品加工·学刊，2006，3：7-8。67. 不同水分条件下几种氮肥对水稻土中外源镉转化的动态影响，杨 锚、王火焰、周健民、胡承孝、杜昌文，农业环境科学学报，2006，25（5）：1202-1207。68. 利用生态混凝土控制城市坡面暴雨径流污染试验研究，陈庆锋、单保庆、尹澄清、胡承孝，环境污染治理技术与设备，2006，11（7）：23-28。69. 钼对冬小麦不同品种过氧化氢酶和过氧化物酶活性的影响，喻 敏、胡承孝、王运华，植物营养与肥料学报，2007，13(1):164-166。70. 施钼对不同钼效率冬小麦叶片呼吸作用相关酶的影响，甘巧巧、孙学成、胡承孝（通讯作者）、谭启玲，植物营养与肥料学报，2007，13(1):113-117。