11月8日,复旦大学在国际顶级科研期刊《Science》连续发表两项科研成果。
复旦大学团队
发现COVID-19大流行期间季节性流感的全球时空传播动态及驱动机制
11月8日,复旦大学公共卫生学院余宏杰教授、牛津大学Moritz Kraemer教授、比利时鲁汶大学Philippe Lemey教授、皇家兽医学院Oliver Pybus为共同通讯作者在全球顶尖学术刊物《Science》发表了题为“COVID-19 pandemic interventions reshaped the global dispersal of seasonal influenza viruses”的研究成果。复旦大学是论文的第一完成单位。第一作者为复旦大学公共卫生学院2022级博士生陈志元。
科研团队发现了COVID-19大流行前中后季节性流感的全球时空传播动态及驱动机制,为制定流感全球防控措施提供了重要依据。
科研赏析
余宏杰教授团队整合全球流感流行病学监测数据、基因序列数据和人群航空流量数据,将全球分成了12个区域,在贝叶斯系统动力学的框架下重构了四个时期的季节性流感传播模式,并估计了传播的相关参数和潜在驱动因素。
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全球航空流量变化及在流感传播中的作用
(A-C:不同时期的区域间航空流量;D:各区域相对出入航空流量;E-F:不同时期航空流量绝对值和模式分布;G:流感传播驱动因素)
经过进一步的研究,团队发现季节性流感的活动水平和区域间航空流量均经历了“下降后恢复”的过程。在时间异质性的系统动力学模型框架下进一步结合基因序列数据,研究还发现区域间航空流量是四个时期全球季节性流感传播的主要驱动因素。
为评估大流行期间不同流感季的传播强度和传播模式相似性,团队又运用多维尺度分析方法,发现大流行后期,全球季节性流感传播的模式和强度已基本恢复至大流行前水平。
以甲型H3N2流感病毒为例,团队进一步研究了非洲、东南亚和南亚地区的毒株循环持久性,发现其在大流行期间显著升高,提示相对独立的进化和循环。通过构建分层贝叶斯回归模型,团队发现抗原漂移和区域间人群移动与大流行期间循环持久性的升高显著相关。
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全球季节性流感的传播动态
(A:不同型别/谱系季节性流感的传播强度;B-E:不同型别/谱系季节性流感在不同时期的传播网络)
本研究明确了针对COVID-19的非药物性干预措施对区域流感病毒进化/循环独立性的影响,以及大流行后流感传播模式的稳健恢复。研究结果强调了加强呼吸道病原体的病毒学和基因监测、及时调整疫苗接种策略和监测方向的重要性,对未来大流行的综合应对提供了实证依据,将加深大流行情境下对季节性呼吸道病原体传播和进化的理解。
《科学》(Science)杂志编辑及审稿人对此研究论文进行了高度评价,认为该研究“提供了对季节性流感谱系动力学的最新理解,也定量剖析了大流行期间人群移动模式的变化在全球季节性流感传播的作用”。
复旦大学团队发现跨脑半球神经连接介导负性情绪和相关记忆形成
11月8日,复旦大学基础医学院刘星教授、马兰教授为共同通讯作者在全球顶尖学术刊物《Science》发表了题为“The interhemispheric amygdala-accumbens circuit encodes negative valence in mice”的研究成果。复旦大学是论文的第一完成单位。复旦大学脑科学研究院博士研究生田振、宋嘉琛为论文共同第一作者。
科研团队发现,小鼠脑内基底外侧杏仁核(BLA)神经元,通过连接左右两侧脑半球的前连合(Anterior Commissure,AC)投射到对侧脑半球的伏隔核(NAc),这一跨脑半球神经环路与同侧神经环路的功能相反,介导恐惧、厌恶类负性情绪及逃避行为的产生。
BLA是掌控情绪反应(恐惧、厌恶、逃避等)、学习和记忆、社会交往等功能的关键脑区,而NAc则在奖赏、快乐、成瘾、情绪调节等多个方面起着关键作用。借助在小鼠脑内植入光纤在体实时记录神经元活动信号和光遗传学实时特异性干预等方法,研究团队发现,摄食甜水、与异性社交等奖赏性刺激选择性地激活BLA到同侧半球NAc的神经投射,而摄入苦味水、面临危险等厌恶性刺激则选择性地激活BLA到对侧半球NAc的神经投射。
进一步的研究表明,BLA到同侧半球NAc的神经投射主要支配D1型神经元,增加在NAc的多巴胺释放,促进正性奖赏情绪的形成;而BLA至对侧半球NAc的神经投射主要支配D2型神经元,降低NAc的多巴胺水平,而导致负性厌恶情绪和相关记忆的形成。
刘星等的这一工作区分了BLA向同侧和对侧大脑半球投射在情绪和相关记忆形成中的不同作用,发现了BLA到对侧NAc神经投射在编码负性情绪和引发逃避行为中的关键作用,揭示了跨脑半球神经连接的一个重要功能。
如上图所示:BLA分别通过同侧或对侧投射连接不同NAc神经元。正性奖赏性刺激激活BLA-NAc同侧投射和NAc的D1型神经元,促进NAc多巴胺释放,产生愉悦情绪和亲近行为;而负性厌恶性刺激通过激活BLA-NAc对侧投射和D2型神经元,降低NAc多巴胺水平,引发厌恶情绪和逃避行为。
刘星教授长期致力于情绪相关记忆机制的研究,近年来发现伏隔核的D1神经元新亚群,揭示其拮抗经典D1神经元亚群奖赏效应、促进负性情绪形成的作用;揭示“痕迹神经元神经环路”介导记忆的存储,可卡因记忆痕迹神经元在戒断后兴奋性持续增强介导药物渴求的“孵育”现象;获得东方英才计划领军项目支持。
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