Att låsa upp Alzheimers mysterier: Insikter från kartläggning av 1,3 miljoner hjärnceller

Ett projekt som kartlägger transkriptom från 1,3 miljoner hjärnceller för att studera Alzheimers upptäckta insikter om kognitiv motståndskraft och astrocyternas roll i hjärnans funktion. Fynden kan vägleda framtida utveckling av Alzheimers terapi. Kredit: SciTechDaily.com

Forskare skapade ett kommenterat bibliotek med genavläsningar från 1,3 miljoner hjärnbarkceller, med fokus på individer med och utan Alzheimers sjukdom.

Denna omfattande atlas, avsedd att förbättra molekylär förståelse av kognitiv motståndskraft och sårbarhet, avslöjar potentiella strategier för att inducera kognitiv motståndskraft på konstgjord väg.

För mindre än ett decennium sedan, när Dr. Hansruedi Mathys lanserade ett ambitiöst projekt för att skapa ett kommenterat bibliotek av alla genavläsningar som lagrats i 100 individuella hjärnceller, kändes uppgiften skrämmande.

Nu, med tekniska framsteg, kartlade Mathys framgångsrikt sådana "transkriptom" från inte bara 100, utan från 1,3 miljoner hjärnbarkceller från 48 individer med och utan Alzheimers sjukdom.

Hansruedi Mathys, Ph.D. Kredit: Hansruedi Mathys

Mathys, som var banbrytande för encellig transkriptomisk analys av post-mortem mänsklig hjärnvävnad under sin postdoktorala utbildning och nu är biträdande professor i neurobiologi vid University of Pittsburgh School of Medicine, säger att den resulterande atlasen av den åldrande mänskliga hjärnan innehåller molekylära insikter in i hjärnans sårbarhet och motståndskraft.

"Jag är oerhört intresserad av att förstå fenomenet kognitiv motståndskraft där, trots de karakteristiska tecknen på Alzheimers vävnadspatologi, individer inte uppvisar någon kognitiv funktionsnedsättning", sa Dr Mathys. "Våra senaste fynd har gjort mig mer hoppfull än någonsin att det kan vara möjligt att på konstgjord väg framkalla sådan motståndskraft hos människor som annars är mottagliga för minnesförlust."

I studien, publicerad den 24 juli i Nature, analyserade Mathys och hans kollegor vid Massachusetts Institute of Technology transkriptomer av celler över sex distinkta hjärnregioner som ofta påverkas av Alzheimers patologi. Den resulterande atlasen, som nu är tillgänglig online för forskare över hela världen, skulle kunna användas som ett verktyg för gen och molekylär upptäckt över vägar som påverkar hjärnans hälsa.

Insikter i kognitiv försämring och cellulära funktioner

Genom att spåra hur transkriptomiska förändringar är kopplade till kognitiv försämring och Alzheimers patologi, upptäckte Mathys och hans kollegor att astrocyter – en av celltyperna som utgör hjärnvävnadsställningen tillsammans med att upprätthålla en mängd andra avgörande funktioner – kan ha en nyckel till kognitiva funktioner. elasticitet. Mathys pågående forskning, som resulterade från transkriptomkartläggningen, syftar till att utforska den funktionella betydelsen av att förändra astrocyternas metaboliska vägar för att påverka kognitiv funktion.

"Det finns fortfarande mycket att lära om Alzheimers sjukdom och den mänskliga hjärnan," sa Mathys. "Det här projektet är bara början."