Нейробиологи собирают новое понимание генетического риска развития шизофрении

Dentate gyrus
                Зубчатые извилины. Кредит: общественное достояние

Предыдущие исследования в области нейробиологии показывают, что определенные типы клеток могут способствовать развитию психических расстройств, включая шизофрению. Тем не менее, определение типов клеток, которые могут играть роль в шизофрении, может быть довольно сложной задачей, особенно при использовании некоторых из наиболее традиционных методов анализа тканей человека.
                                                                                       

Исследователи из Института развития мозга им. Либера и Американского научно-исследовательского института Астеллас недавно провели новое исследование, направленное на изучение экспрессии генов в важном типе нейрона, который может быть связан с шизофренией. В своей статье, опубликованной в Nature Neuroscience, они описали экспрессию генов в области мозга, которая, как было установлено, связана с шизофренией, а именно в зубчатой ​​извилине гиппокампа.

За последние несколько лет та же команда исследователей провела несколько исследований с целью лучшего понимания молекулярных коррелятов шизофрении путем анализа ткани мозга человека, собранной после смерти. Эти эксперименты были проведены на гомогенате мозговой ткани, которая содержит сложную смесь различных типов клеток. Хотя они собрали важную информацию, использование гомогенизированной мозговой ткани, казалось, было далеко от идеала, поскольку затрудняло сосредоточение исследований на конкретных типах клеток, гипотетически связанных с сигналами экспрессии генов при шизофрении.

«Предыдущие исследования вовлекали зубчатую извилину в психиатрическую болезнь, и этот субрегион гиппокампа играет важную роль в памяти», — сказал в интервью Medical Xpress Даниэль Хеппнер, один из исследователей, проводивших исследование. «В нашем исследовании мы использовали отчетливый морфологический вид слоя гранулярных клеток, используя микродиссекцию с помощью лазерного захвата, чтобы вырезать этот слой из окружающей ткани гиппокампа».

У экспериментального дизайна, который исследователи использовали в своей недавней работе, есть несколько важных преимуществ. Одна из его сильных сторон заключается в том, что она включает использование данных РНК-секвенирования (RNA-seq) из обоих полушарий одного и того же мозга; объемную область гиппокампа из одного полушария и слой клеток зубчатой ​​извилины извилины из другого.

Анализируя эти данные, исследователи смогли идентифицировать сигнатуры экспрессии генов, специфичные для слоя гранулярных клеток зубчатой ​​извилины (DG-GCL) и других, которые, по-видимому, были общими с другими частями гиппокампа. Эти контрасты в клеточной специфичности различных частей гиппокампа были в центре внимания исследователей.

«С методологической точки зрения многие исследователи перешли от гомогенизированной мозговой ткани непосредственно к отдельным ядрам, используя так называемое секвенирование одноядерной РНК (snRNA-seq)», — сказал в интервью Medical Xpress Томас Хайд, другой исследователь, участвующий в исследовании. «Тем не менее, эти развивающиеся методы все еще слабо отражают экспрессию генов, особенно из менее распространенных клеточных популяций. Использование микродиссекции лазерного захвата позволило нам сосредоточиться на морфологически или пространственно определенных клеточных популяциях и использовать существующие хорошо зарекомендовавшие себя технологии секвенирования для глубокого профилирования их Транскрипт «.

Используя микродиссекцию с помощью лазерного захвата в сочетании с секвенированием РНК, исследователи смогли выявить гораздо большую клеточную специфичность для генов, обнаруженных в локусах риска обще-геномной ассоциации (GWAS), чем те, которые были описаны в предыдущих исследованиях. Другими словами, они идентифицировали типы клеток и генетические эффекты в области мозга DG-GCL, которые могут быть связаны с риском развития шизофрении.

Исследователи выявили около 9 миллионов признаков экспрессии генов в DG-GCL, 15% из которых были уникальными для этой области мозга и отсутствовали в других частях большого гиппокампа. Эти 15% включали 15 локусов экспрессии, которые ранее были выделены в качестве возможных вариантов риска шизофрении.

Анализируя эти результаты, исследователи смогли раскрыть генетические сигналы, связанные с шизофренией, которые никогда не были идентифицированы ранее, включая снижение экспрессии генов GRM3 и CACNA1C.

«Выявление новых ассоциаций генов риска, особенно в зубчатой ​​извилине, может в конечном итоге мотивировать функциональные эксперименты по генерированию нейронов гранулярных клеток гиппокампа из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) и изменению экспрессии этих генов риска для лучшего понимания биологических механизмов риска». Mitsuyuki Matsumoto, другой исследователь, который проводил исследование, рассказал MedicalXpress.

В этом недавнем отчете подчеркивается огромный потенциал использования целевых стратегий отбора проб, таких как микродиссекция с помощью лазерного захвата, для исследования конкретных клеточных паттернов в мозге человека. Результаты, собранные Hoeppner, Hyde, Matsumoto и их коллегами, также дают новое ценное представление о паттернах экспрессии генов, которые могут быть связаны с риском развития шизофрении.

«Наша работа предполагает, что более глубокое погружение в определенные типы клеток человеческого мозга может быть более плодотворным для обнаружения генов риска, чем в дополнительных областях мозга гомогенной ткани», — сказал Эндрю Джаффе. «Таким образом, Институт развития мозга им. Либера будет продолжать разработку стратегий микродиссекции с помощью лазерного захвата для профилирования дополнительных специфических клеточных популяций в посмертной ткани мозга человека. Параллельно мы разработали стратегии пространственного транскриптомического анализа посмертной ткани мозга человека и теперь адаптируем эти подходы для изучите человеческий гиппокамп. «

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *