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解读阿尔茨海默病的复杂性

本站发布时间:2023-11-21 13:52:41

阿尔茨海默病在美国影响了600万人,而美国食品药品监督管理局批准的可以减缓疾病进展的治疗方法很少

为了发现潜在的阿尔茨海默氏症治疗的新靶点,MIT研究人员对阿尔茨海默氏症患者大脑中的基因组、表观基因组和转录组学变化进行了初步分析,这些变化是安全的

通过从400多个死后样本中提取200多万个样本,研究了基因表达是如何随着海默的进展而被破坏的这是自所有基因的表观基因组修饰以来的变化,这有助于确定哪些基因是最终特定基因的缺失总之,这些方法为阿尔茨海默氏症的遗传和分子基础提供了最详细的图片

研究人员每天在Cell中的白皮书中报告他们的发现这些研究由麻省理工学院Picower学习与记忆研究所所长李惠赛和麻省理工大学计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)计算机科学教授、麻省理工和哈佛大学道路研究所成员ManolisKellis领导

Kellissays说:“我们所做的一切都与计算机和我们的生物实验相结合,并在数十个个体中以前所未有的规模观察阿尔茨海默氏症——这一点从未被低估。”

研究结果表明,遗传性脱毛变化的交叉分布导致了疾病的病理学特征

蔡说:“这是一个最后的过程。”“这两张照片加在一起显示了阿尔齐默疾病的图像,因为受影响的神经在其三维基因组中存在缺陷,这是该病表型的一部分。”

复方制剂

许多人致力于开发治疗阿尔茨海默病的药物,重点是开发患者的糖尿病在这些研究的最新进展中,麻省理工学院的团队试图通过分析疾病的易感病毒、最脆弱的细胞类型以及导致神经退行性变的潜在生物途径来了解其他可能的方法

迄今为止,研究人员对来自宗教秩序研究/记忆和激励项目(ROSMAP)的427个脑样本进行了转录组学和基因组学分析,并对1994年以来老年人的记忆、运动和治疗相关变化进行了纵向研究这些样本包括146名无认知障碍者、102名轻度认知障碍者和144名诊断为阿尔茨海默氏症相关痴呆的患者

在第一篇Cell论文中,以基因表达的变化为重点,研究了单细胞RNA序列,分析了这些样本中54种脑细胞的基因表达模式,并确定了对阿尔茨海默病患者有影响的细胞功能其中最突出的是,他们发现基因表达受到影响,涉及线粒体功能、突触信号传导和维持基因结构完整性所需的蛋白质复合物

这项由麻省理工学院博士后HansruediMathys、研究生Zhuyu(Verna)Peng和研究生CarlesBoix领导的基因表达研究也发现,与脂质代谢相关的遗传途径被高度破坏在去年发表在《自然》杂志上的研究中,Sai和Kellislabs显示,阿尔茨海默氏症最严重的遗传风险,即APOE4,干扰了正常的脂质代谢,这可能会影响许多其他细胞过程

在Mathys的研究中,在有认知缺陷的人和没有认知缺陷的人们中,有一些基因表达模式是一致的,包括一些女性,尽管大脑中有一定程度的淀粉样蛋白构建,这是一种未知的认知多样性该分析表明,认知水平较低的人在额皮质前有大量的抑制神经亚群在阿尔茨海默氏症相关痴呆症患者中,他们更容易受到神经退化和细胞死亡的影响

Mathys说:“这一发现表明,即使在阿尔茨海默病的发病率中,特定的抑制性神经细胞群也可能是保持认知功能的关键。”“我们的研究确定了特定的抑制性神经损伤类型是未来研究的一个关键目标,并有能力发展旨在为特定人群保留认知能力的治疗干预措施”

表观基因组学

在第二篇Cell论文中,由前麻省理工学院博士后许慎雄、研究生本杰明·詹姆斯和前大学生卡勒斯·博伊克斯PhD'22领导,研究了92人中发生的一些基因变异,包括48名个体健康者和44名早期或晚期阿尔茨海默氏症患者表观遗传学的变化是对DNA包装的化学修饰中的重复,这种修饰会影响特定基因在单个细胞中的表达

为了测量这些变化,研究人员使用了一种名为TAC-Seq的技术,该技术测量了位点的可访问性,并达到了单细胞分辨率通过将这些数据与单细胞RNA测序数据相结合,研究人员可以将基因可访问性的数据与多大基因压入的信息联系起来他们还可以开始将基因分组到控制特定细胞功能的调节回路中,如突触通讯——神经元通过大脑传递信息的主要途径

使用这种方法,研究人员可以追踪单个基因表达的变化,并通过以前与阿尔茨海默氏症有关的基因突变来识别基因的成功率研究发现,许多血液发生在小胶质细胞中,而小胶质细胞对清除雨水中的排泄物有反应

这项研究还表明,在正常情况下,每种类型的细胞都不会出现已知的色素母细胞增多症和阿尔茨海默氏症的疾病进展,这意味着细胞失去了可接近的基因组的正常模式,这导致了细胞的缺失

小胶质瘤

在第三篇Cell论文中,由麻省理工学院的研究生纳桑和研究科学家马修斯·维克多领导,研究人员主要关注小胶质细胞,小胶质细胞占大脑中细胞的5%到10%除了清除细菌中的细菌外,这些免疫细胞还对感染者和宿主产生了反应


来源:

Materials provided by
Massachusetts Institute of Technology. Original written by Anne Trafton.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Na Sun, Matheus B. Victor, Yongjin P. Park, Xushen Xiong, Aine Ni Scannail, Noelle Leary, Shaniah Prosper, Soujanya Viswanathan, Xochitl Luna, Carles A. Boix, Benjamin T. James, Yosuke Tanigawa, Kyriaki Galani, Hansruedi Mathys, Xueqiao Jiang, Ayesha P. Ng, David A. Bennett, Li-Huei Tsai, Manolis Kellis.
    Human microglial state dynamics in Alzheimer’s disease progression. Cell, 2023; 186 (20): 4386 DOI: 10.1016/j.cell.2023.08.037

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