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阿茲海默症患者大腦的完整RNA表現分析

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科技產業資訊室 - 謝威翔 發表於 2019年5月24日

圖、阿茲海默症患者大腦的完整RNA表現分析

美國有超過500萬人受到阿茲海默症的影響,麻省理工學院的研究人員對阿茲海默症患者腦細胞中表達的基因進行了綜合分析,該成果建立了獨特的細胞網路來解讀疾病對腦神經元和其他類型腦細胞影響,該研究顯示患者的軸突髓鞘形成過程受到嚴重破壞,男性和女性的腦細胞對疾病的反應方式上存在顯著差異。這項分析可以為阿茲海默症提供許多潛在的新藥物目標,本研究刊登在Nature期刊上。
 
本研究分析了24名表現出高度阿茲海默症病理的患者其大腦樣本,以及24名沒有這些疾病的相似年齡的人,麻省理工學院的研究團隊對80,000個細胞進行了單細胞RNA定序,以往的研究測量了一部分腦組織的總體RNA表現量,但是沒有區分細胞類型。在最新的研究中,提供了第一張追踪所有分子過程的地圖,能夠表示出每種細胞類型中在疾病中發生甚麼改變。
 
使用單細胞定序法,研究人員不僅能夠分析豐富的細胞類型,包括興奮性和抑制性神經元,還能分析稀有的非神經元腦細胞,例如少突膠質細胞、星形膠質細胞和小膠質細胞,研究人員發現這些不同類型的細胞在疾病中都表現出明顯的差異。
 
一些最重要的變化發生在與軸突再生和髓鞘形成相關的基因中,髓鞘可以隔離軸突,幫助它們傳遞電信號。研究人員發現患有疾病個體中,與髓鞘形成相關的基因在神經元和少突膠質細胞中都受到影響。研究人員還發現了基因表達模式與疾病嚴重程度指標的相關性,這使他們能夠識別與疾病的不同方面相關的基因模組。識別這些模塊的策略使用人工神經網絡,能夠以完全無偏見的數據學習。
 
最令人驚訝的發現是發現了男性和女性阿茲海默症患者存在巨大差異。女性腦細胞顯示了更嚴重的基因表達變化,需要更多的研究來確定為什麼男性和女性反應如此不同,這些研究結果可能會影響治療策略。研究人員現在正在使用小鼠和人類的幹細胞模型來做進一步研究,還打算對其他腦部疾病進行類似的基因表達分析。(749字;圖1)


參考資料:
A comprehensive map of how Alzheimer’s affects the brain. MIT news,2019/5/1
Single-cell transcriptomic analysis of Alzheimer’s disease. Nature,2019/5/1


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