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新方法为哺乳动物成年大脑中神经元的形成提供

发布时间:2019-03-22 11:01:21

新方法为哺乳动物成年大脑中神经元的形成提供了新的见解 由James Ives评论,MPsychDec 5 2018 贝勒医学院,德克萨斯心脏研究所和德克萨斯儿童医院的一组研究人员开发了一种强有力的新

  新方法为哺乳动物成年大脑中神经元的形成提供了新的见解

  由James Ives评论,MPsychDec 5 2018

  贝勒医学院,德克萨斯心脏研究所和德克萨斯儿童医院的一组研究人员开发了一种强有力的新方法来了解哺乳动物成年大脑中新神经元的形成。发表在Cell Reports期刊上,这项工作开启了令人兴奋的新途径,可以进一步发展以修复发生故障的大脑回路。

  “哺乳动物脑是由不同细胞类型组成的复杂组织。然而,尽管在神经科学领域取得了快速进展,但是大脑中只有有限数量的细胞类型是已知的并且被充分表征。主要作者Benjamin Arenkiel博士,贝勒医学院分子与人类遗传学和神经科学副教授,以及德克萨斯儿童医院Jan and Dan Duncan神经学研究所的研究员。 “识别所有细胞亚型对于揭示脑回路如何起作用并且将在患病和受伤的条件下产生对大脑活动的见解是至关重要的。”

  在这项研究中,Arenkiel和他的同事们描述了一种创新方法,该方法确定了成人出生神经元与现有大脑回路相关的新细胞靶标和遗传途径。

  研究人员现在知道,大脑不仅仅由四到五种细胞类型组成,它们都是通用角色。

   Arenkiel解释说,大多数电路由独特的细胞亚型组成,其中许多细胞目前都未被鉴定。例如,在特定类别的神经元内可能存在数千种功能性亚型。

  “因此,开始理解脑电路的第一个任务是识别所有蜂窝播放器,” Arenkiel说,他也是贝勒医学院的McNair学者。 “这将允许我们通过基因探测它们以揭示它们的生物学功能,这是在出现问题时修复这些电路的必要知识。”

  在大多数成年哺乳动物中,只有大脑的两个区域,海马和嗅球(OB),已被证明可以将新神经元整合到现有的大脑回路中。 Arenkiel与贝勒医学院再生医学教授和Vivian L. Smith教授以及德克萨斯心脏研究所心肌细胞更新实验室主任詹姆斯·马丁博士联合。该团队应用了一种相对较新的技术,单细胞RNA测序,以识别OB中的新​​细胞亚型。

  相关故事血脑屏障破坏可能导致年龄相关的认知下降研究人员创建大脑自身免疫系统的新地图哥伦比亚研究人员揭开了为什么一些胶质母细胞瘤对免疫治疗有反应的原因为了进行单细胞RNA测序,Burak Tepe是Arenkiel实验室的研究生之一本文的主要作者和同事们通过使用酶解离脑组织来制备单细胞悬液。将该混合物在微流体室中分选,其中每个细胞共同包封在具有独特条形码的微粒(珠子)中,所述条形码记录每个mRNA转录物的细胞起源。

  使用这种分析策略,他们辛苦地为OB中的50,000个细胞产生了一个mRNA转录本库。该信息显示OB包含约30种不同的细胞类型,其包括18种不同类型的神经元,以及许多其他非神经元细胞,例如星形胶质细胞,少突胶质细胞,血管和免疫细胞。

  另外,该团队揭示了按时间顺序“开启”的基因和/或途径。或“关闭”在大脑发育期间的这些谱系。本研究利用成人出生神经元的单细胞RNA测序分析与生物信息学的综合能力,比较不同神经元谱系的基因表达谱随时间的变化情况。

  这种强大的方法使研究人员能够重建OB中所有神经元谱系的假定发育轨迹(“伪时间线”) - 从迁移神经祖细胞到完全功能的成熟神经元 - 以及特定基因何时何地的详细信息。或遗传网络被“打开”或“关闭”。与此相一致,研究人员发现,特定的神经元亚型在不同的感觉线索中得到了差异性的富集或消耗。

  “除了识别关键参与者并提供关于OB中成人神经发生的关键机制见解外,我们认为这项研究具有更广泛的影响,因为其他研究人员现在可以使用这种方法来识别和梳理新神经元电路在其他部分的功能。成年哺乳动物的大脑,“阿伦基尔说。

  来源:HTTPS://www.bcm.edu/