| AiBrain内容团队编辑

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41380-022-01663-y

帕金森病（PD）是一种进行性神经退行性疾病，虽然一些帕金森病患者是遗传导致的，但大多数帕金森病患者是以散发的方式发生的。除遗传、年龄和性别外，帕金森病的致病风险因素还包括接触农药和除草剂等神经毒素的风险。

由于帕金森病的特征是黑质多巴胺能神经元的缺失，因此几乎不可能从患者身上获取和提取这些细胞来研究疾病机制。诱导多能干细胞（iPSC）技术的出现使人类多巴胺能神经元分化和生长，并用于体外疾病建模。

作者团队将人源的iPSC分化为多巴胺能神经元，将细胞暴露于浓度不断增加的神经毒素MPP⁺之中。通过时间转录组学分析显示，在参与PD病因的各种途径存在强烈的时间和剂量依赖性。

随后，作者团队通过对来自PD患者尸检的黑质转录组学数据进行元分析，发现都存在与线粒体功能障碍、神经元分化、凋亡和炎症等相关的基因。结果显示，暴露于MPP⁺的、iPSC诱导的多巴胺能神经元确实呈现出了PD中观察到的分子变化。

因此，作者建议将iPSC诱导的多巴胺能神经元作为一种散发性PD模型的新型研究基础，研究PD的病理分子机制，筛选新的抗PD药物，并开发新型治疗策略。

AiBrain制作了上海交通大学附属瑞金医院的王刚主任医师关于帕金森病的科普讲座视频，欢迎大家收看！

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41559-022-01784-1

著名昆虫学家Wheeler提出社会性昆虫群体是一个“超个体”（superorganism），工蚁是“体细胞”；繁殖蚁是“生殖细胞”。

例如，工蚁都是没有繁殖能力的雌性，负责蚁群的最脏最累的活儿：建造、扩大蚁穴、采集食物、饲喂幼蚁和蚁后等等。而繁殖蚁则包括雄性和雌性，雄性交配完直接去世，雌性交配后则脱落翅膀，晋升为蚁后。

尽管我们知道蚁群的性别角色和等级分工都高度分化，但是什么决定了性别特定的行为？工蚁为什么不会揭竿而起，大喊“王侯将相宁有种乎”？其中的细胞和分子机制目前仍不清楚。

法老蚁的品级分化 图源[1]

于是，中科院昆明动物研究所生物多样性基因组学研究课题组刘薇薇副研究员、张国捷研究员与华大生命科学研究院合作的研究团队，通过单细胞测序，绘制了不同等级法老蚁群的蚁后、雌性繁殖蚁、雄性繁殖蚁和工蚁的大脑单细胞的转录组图谱。

结果发现，蚂蚁大脑的细胞比例与其品级分工是相互对应的：担负保洁、保姆、觅食等职能的工蚁（并且经常需要外援返回某处协作搬运食物），拥有更高的学习记忆能力和高级认知功能：高级大脑中枢蘑菇体神经元和负责处理气味信息的神经元表达最多；而处理视觉信息的视叶细胞数量很少；

只负责交配，不需要承担任何事物的雄蚁，脑细胞组成趋势恰恰相反：视叶细胞非常多，但蘑菇体神经元和处理嗅觉信息的细胞很少。

另一个有意思的发现是，相比于工蚁和雄蚁，未交配的雌蚁和蚁后神经类型较为平均，可能意味着它们是蚁群的准备力量，能够在必要时担负起重要职责；

并且，雌性繁殖蚁交配成为蚁后的过程中，大脑会发生明显的可塑性变化，如多巴胺调节的Dh31⁺神经元、成鞘胶质细胞表达更多；这些大脑神经元类别的变化及神经环路的重塑可能都贡献于蚁后的长寿、生殖能力的提升。

因此，这项有趣的研究提示了蚁群不同品级的社会分工及行为差异，与其大脑不同的特异化程度息息相关。

滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄；进化之路道阻且长，蚁群通过各个品级之间协同互作，功能互补，从而使得由一个个弱小的蚂蚁组成的蚁群，能够同时拥有觅食、繁殖、筑巢、防御等全面的功能。

在经历亿万年的进化后，渔樵江渚上，惯看秋月春风。

法国的动画记录片《微观小世界》，里面对蚂蚁的社会分工进行了非常生动有趣的表现。