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《Nature Biotechnology》進一步大規模人腦基因活動圖譜出爐!

2017/12/21 整理/編輯部

據外電報導,來自加州大學聖地亞哥分校、哈佛醫學院和Sanford Burnham Prebys研究中心的研究人員,透過分析成年人腦細胞的單個細胞核,明確了35種不同的神經元和神經膠質細胞,並且歸納出這些細胞中,哪些更易受到腦部疾病影響。該研究發表近期的《Nature Biotechnology》上。

「關於各種腦病的起源問題存在多種理論。研究結果讓我們得以挑選出具有高危險疾病因子的細胞類型,並進行排序,這可以幫助藥物開發人員選擇更好的靶點,」聖地亞哥工程學院生物工程教授兼該研究共同資深作者張鶤說道。

這項研究建立在發表於《Science》上的一篇研究成果,也是張鶤教授領導完成,研究人員明確了大腦皮質中16種神經元亞型。該研究是第一個大規模的人腦基因活動圖譜,並為理解個體腦細胞的多樣性提供了基礎。

插圖

圖片來源:《Nature Biotechnology》

「我們的最終目標是建立一個完整的人腦細胞圖譜,」 張鶤說,「在這裡,我們已經繪製了一個比之前更完整更詳細的圖譜。」

在這項研究中,研究人員開發了新一代的單細胞定序方法,使他們能夠識別大腦皮質和小腦其他部位的神經元亞型,甚至將之前所明確的神經元亞型進一步分類。這些研究方法也使研究人員能夠明確神經膠質細胞的不同亞型,之前由於膠質細胞較小,研究人員無法分類。

利用RNA定序和染色質繪圖的技術,可以繪製出大腦中哪些細胞類型,容易受到常見有害性等位基​​因的影響。研究人員可從基因層面,對更容易受到不同腦部疾病影響的神經元或膠質細胞進行排序。例如,他們發現神經膠質細胞的兩種亞型,小膠質細胞和少突狀膠質細胞,分別是阿茲海默症居前二的危險因子。

他們也明確了小膠質細胞是躁鬱症風險最高的亞群,同時也是精神分裂症風險最高的興奮性神經元亞型。

「現在我們似乎能夠定位疾病開始的位置,」張鶤說。「但我們只是描繪出了遺傳風險,並不明確這些特定細胞是如何誘發疾病的確切機制。」

這項研究主要是分析了成年人大腦(年齡在20歲到50歲之間)的數據,並不能代表更年輕或更年老的人群。為了能夠更好的了解腦部疾病的早期表現,該研究還需研究更年輕個體的腦細胞,並進一步擴大他們的研究範圍,以繪製大腦其他區域的腦細胞圖譜。

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