Επιστήμη: Αποκαλύπτει τους τύπους νευρικών κυττάρων που σχετίζονται με τον αυτισμό

Σε μια νέα μελέτη, ερευνητές από ερευνητικά ιδρύματα όπως το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, το Σαν Φρανσίσκο (ΗΠΑ, Σαν Φρανσίσκο, Καλιφόρνια, ΗΠΑ) έχουν περάσει περισσότερους από 100, 000 θανάτους από άτομα με διαταραχή φάσματος αυτισμού (ASD) και άτομα χωρίς ASD. Η αλληλουχία του πυρηνικού εγκεφάλου των κυττάρων του οπίσθιου εγκεφάλου αποκάλυψε τους τύπους των γονιδίων που ρυθμίζονται κατά λάθος σε αυτήν την ασθένεια και τους τύπους των κυττάρων που υφίστανται τέτοια παρεκκλίνουσα ρύθμιση. Αυτά τα αποτελέσματα συμβάλλουν στη στενή εστίαση της μελλοντικής έρευνας ASD στις πιο πιθανές μοριακές και κυτταρικές ανωμαλίες. Τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό το Μάιο 17, 2019 και ο τίτλος της εργασίας ήταν&«Η γονιδιωματική ενός κυττάρου προσδιορίζει τις μοριακές αλλαγές για τον τύπο του κυττάρου στον αυτισμό GG». .

Εικόνα από Science, 2019, doi: 10. 1126 / science.aav 8130.

GG «Χρησιμοποιεί την τελευταία τεχνολογία, διεξάγει έρευνα σε επίπεδο μονοκυττάρων, επικυρώνει και επεκτείνει προηγούμενες παρατηρήσεις, GG»; είπε ο Daniel Geschwind, ερευνητής αυτισμού στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες (δεν συμμετέχει στη νέα μελέτη). Προηγούμενη έρευνα μας έφερε σε ένα επίπεδο ανάλυσης που δεν έχουμε πετύχει ποτέ."

Ο Στέφαν Σάντερς, γενετιστής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο (δεν συμμετέχει στη νέα μελέτη) πρόσθεσε,&«Αυτό είναι ένα πείραμα που πρέπει να γίνει. Σε οργανωτικό επίπεδο, αναπαράγει ευρέως προηγούμενα ερευνητικά δεδομένα για τον αυτισμό. . Στη συνέχεια, εξέτασε για πρώτη φορά ποιοι τύποι κυττάρων έκαναν αυτές τις διαφορές."

Προς το παρόν, η συχνότητα εμφάνισης ASD σε παιδιά στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι περίπου 1 σε 60. Αυτή η ασθένεια καλύπτει ένα ευρύ φάσμα παθήσεων, το οποίο χαρακτηρίζεται από μειωμένη επικοινωνία και κοινωνικές δεξιότητες. Η ετερογένεια του ASD καθιστά δύσκολη την έρευνα μοριακής παθολογίας. Ο πρώτος συγγραφέας Dmitry Velmeshev, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο νευρολόγο του Σαν Φρανσίσκο, Arnold Kriegstein&# 39, δήλωσε ότι μελέτες γονιδιακής έκφρασης σε μεταθανάτιο εγκεφαλικό ιστό από ασθενείς με ASD έχουν εντοπίσει μονοπάτια που είναι συνήθως επηρεάζονται, συμπεριλαμβανομένης της συναπτικής λειτουργίας.

Ο Sanders επεσήμανε ότι προηγούμενες μελέτες έχουν προτείνει περαιτέρω μια τάση για μειωμένη έκφραση νευρωνικού γονιδίου και αυξημένη έκφραση γονιδίου γλοιακών κυττάρων σε ASD. Ωστόσο, εξήγησε,&«Δεν είναι σαφές εάν αυτές οι αλλαγές αντιπροσωπεύουν διαφορές σε αυτό το μέρος του κυττάρου (για παράδειγμα, σχετικά λίγους νευρώνες) ή γενετικές ανωμαλίες που εμφανίζονται στο κύτταρο."

Ο Velmeshev εξήγησε ότι αυτό συμβαίνει επειδή το&«αυτό που κάνουν οι άνθρωποι είναι πολλή έρευνα γονιδιακής έκφρασης, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχει άμεσος τρόπος μελέτης συγκεκριμένων τύπων κυττάρων." Σήμερα, χρησιμοποιώντας μια πρόσφατα αναπτυγμένη τεχνολογία προσδιορισμού αλληλουχίας που ονομάζεται αλληλουχία RNA με έναν πυρήνα, ο Velmeshev και οι συνεργάτες του έχουν δοκιμάσει περισσότερους από 50, 000 πυρήνες μεμονωμένων κυττάρων από τον εγκεφαλικό φλοιό των 15 ασθενών με ASD και 16 ελέγχει την έκφραση του γονιδίου σε περισσότερους από 50, 000 πυρήνες στον εγκέφαλο του θέματος&# {7}}.

Μετά τον αυτόματο διαχωρισμό μεμονωμένων πυρήνων σε σταγονίδια, επισήμανση γραμμικού κώδικα και αλληλούχιση του RNA, τα ληφθέντα δεδομένα εκχωρούνται αυτόματα σε μεμονωμένα κύτταρα με βάση τους γραμμωτούς κώδικες τους, επιτρέποντας τον προσδιορισμό των τύπων κυττάρων με βάση την έκφραση των γονιδίων των βασικών δεικτών τους. Με αυτόν τον τρόπο, η ομάδα του Velmeshev&# 39 κατάφερε να εντοπίσει τύπους κυττάρων με σημαντικά διαφορετική γονιδιακή έκφραση μεταξύ ασθενών με ASD και ατόμων ελέγχου.

Διαπίστωσαν ότι σε δείγματα από ασθενείς με ASD, οι νευρώνες στον άνω φλοιό έτειναν να δείχνουν τις περισσότερες γονιδιακές ανωμαλίες και τα γονίδια που εμπλέκονται στη συναπτική λειτουργία και τη μεταγραφή επηρεάστηκαν περισσότερο. Τα μικρογλοία που παίζουν ρόλο στην ανοσία του εγκεφάλου δείχνουν επίσης σημαντικές γενετικές ανωμαλίες σε ασθενείς με ASD, και τα γονίδια μικρογλοιακής ενεργοποίησης και τα γονίδια του παράγοντα ανάπτυξης της μεταγραφής επηρεάζονται περισσότερο.

Ο Dennis Wall, ερευνητής ASD στη Σχολή Ιατρικής του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ (δεν συμμετέχει σε αυτήν τη νέα έρευνα), είπε, «Είναι μια συναρπαστική πρόοδος και φαίνεται να είναι μια πολύ λογική και σημαντική μελέτη ... σε μια πολύ λεπτομερή και κομψός τρόπος Η προσέγγιση περιγράφει τις πληγείσες οδούς. Βοηθά να επισημανθεί ένας τομέας όπου αναμένεται περαιτέρω έρευνα."

Αν και ο Joseph Buxbaum της Ιατρικής Σχολής Icahn στο Όρος Σινά στις Ηνωμένες Πολιτείες πιστεύει ότι η&«αυτή είναι μια κομψή μελέτη GG», ανησυχεί για το μέγεθος του δείγματος. Είπε ναι, μπορεί να υπάρχουν περισσότεροι από 50, 000 πυρήνες, αλλά προήλθαν μόνο από 15 ασθενείς. Συνέχισε λέγοντας ότι αυτό δεν είναι&«το σφάλμα αυτών των συγγραφέων GG». αλλά αντανακλά το&«ένα μεγάλο πρόβλημα σε αυτόν τον τομέα-το βασικό πρόβλημα των πολύ περιορισμένων δειγμάτων εγκεφάλου GG».

GG «Πιστεύω πλήρως ότι όλα σε αυτό το άρθρο είναι αλήθεια, αλλά μπορεί να μην είναι καθολικά."

Ο Velmeshev συμφωνεί, λέγοντας&«είναι σίγουρα σημαντικό να αναπαραχθεί σε ένα μεγαλύτερο σύνολο δεδομένων." Πρόσθεσε,&«όταν συγκρίνουμε μεγάλες ποσότητες δεδομένων έκφρασης γονιδίων από τα δείγματά μας με δεδομένα που έχουν δημιουργηθεί προηγουμένως ... Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός κοινών μεταγραφικών αλλαγών που σχετίζονται με ASD μεταξύ συνόλων δεδομένων, GG», δήλωσε ο Kriegstein και η ανακάλυψη" είναι πολύ ενθαρρυντικό." (από το bioon.com, μεταγλώττιση hsppharma.com)

Αναφορά:

Dmitry Velmeshev et al.Η γονιδιωματική ενός κυττάρου προσδιορίζει τις κυτταρικές μοριακές αλλαγές στον αυτισμό. Science, 2019, doi: 10. 1126 / science.aav 8130.