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研究人员确定了与海马硬化相关的基因组细胞图谱

由西班牙研究委员会 (CSIC) 的研究人员领导的多学科团队确定了与海马硬化相关的基因组细胞图谱,海马硬化是颞叶癫痫的主要组织病理学状况。

该研究发表在Cell Reports 上,确定了过度兴奋和神经的细胞类型特异性转录特征,为改进诊断提供了依据。虽然硬化的存在对于识别颞叶癫痫(耐药性癫痫的最常见形式)至关重要,但在某些与阿尔茨海默病相关的痴呆病例中也会检测到硬化。

海马硬化的特征是特定神经元群的丧失和大脑中其他细胞类型(如小胶质细胞和星形胶质细胞)的激活加剧。然而,对于为什么某些神经元类型比其他神经元类型更脆弱的理解在很大程度上仍不清楚。

在这项工作中,研究人员开发了一个转录图谱,可以识别出受该疾病影响的所有细胞类型的精确遗传密码。“通过这些地图,我们寻求将不同基因与特定生物元素相匹配。就大脑而言,我们的目标是将某些特定基因的表达与不同细胞类型(例如神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞)联系起来,”Liset Menéndez de la Prida 解释说,CSIC 卡哈尔研究所的科学家,与阿利坎特神经科学研究所 (CSIC-UMH) 的 José López-Atalaya 共同领导了这项研究。

为此,研究人员应用了两种先进的生物采样程序:局部脑组织的激光显微解剖和从大鼠和小鼠中提取的单个细胞核的分选。使用尖端的基因组和生物信息学方法使他们能够识别退化过程的特定遗传特征。

当神经元开始退化时,它们会释放一些可以被小胶质细胞检测到的信号,这些信号正在介导炎症和神经毒性反应。这些过程中的每一个都涉及一些定义特定遗传特征的遗传程序的激活或失活。我们确定了一些与神经元类型相关的遗传特征。”

研究人员还记录了体内单个神经元的电活动,并在其中一些神经元中发现了癫痫样活动的迹象。这些更易兴奋的神经元往往位于海马区域内的特定亚层(浅表亚层)并表达一些特征基因。“非常惊人的是,我们发现过度兴奋图与神经退化特征完美匹配”,de la Prida 补充道。

为了简化在神经科学和临床社区之间的传播,研究人员通过两个交互式网站将与这项研究相关的数据作为公共资源进行访问。

颞叶癫痫和阿尔茨海默氏症

颞叶癫痫与多种原因有关,包括脑部感染、外伤引起的损伤、肿瘤或与大脑皮层层状组织的解剖学变化相关的各种遗传因素。这组异质性疾病的共同点是颞叶癫痫发作的起源,与海马萎缩和硬化有关。

在影响类似颞叶结构的阿尔茨海默病中,已经描述了与颞叶癫痫相当的电图癫痫发作。这两种疾病都与涉及海马体的情景记忆缺陷有关。在某些阿尔茨海默氏症病例中,还会观察到海马体萎缩,因此本研究的结果可能有助于确定它们的潜在共性。

这项工作由享有盛誉的国家和国际赠款资助,涉及来自多个机构的研究人员的多学科合作,包括巴塞罗那的圣保罗医院、马德里的欧洲大学以及日本的理研脑研究所和京都大学。

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