Геномная одноклеточная карта объясняет гибель нейронов при эпилепсии
Многопрофильная группа под руководством исследователей из Испанского исследовательского совета (CSIC) определяет карту геномных клеток, связанную со склерозом гиппокампа, основным гистопатологическим состоянием височной эпилепсии. Исследование, опубликованное в Cell Reports , идентифицирует специфические для клеточного типа транскрипционные сигнатуры гипервозбудимости и нейродегенерации, что дает основания для улучшения диагностики. Хотя наличие склероза имеет важное значение для выявления височной эпилепсии (наиболее распространенной формы лекарственно-устойчивой эпилепсии), оно также обнаруживается в некоторых случаях деменции, связанной с болезнью Альцгеймера.
Склероз гиппокампа характеризуется потерей определенных популяций нейронов и усиленной активацией других типов клеток, находящихся в головном мозге, таких как микроглия и астроциты. Однако понимание того, почему одни типы нейронов более уязвимы, чем другие, остается в значительной степени неясным.
В этой работе исследователи разработали карту транскрипции, которая идентифицирует точный генетический код всех типов клеток, специфически пораженных этим заболеванием. «С помощью этих карт мы стремимся сопоставить разные гены с конкретными биологическими элементами. В случае мозга мы стремимся связать экспрессию некоторых конкретных генов с разными типами клеток, такими как нейроны, астроциты и микроглия», — объясняет Лизет Менендес де ла Прида. , ученый из Института Кахала при CSIC, который вместе с Хосе Лопес-Аталайя руководил исследованием из Института нейробиологии (CSIC-UMH) в Аликанте.
Для этого исследователи применили две передовые процедуры отбора биологических образцов: лазерное микродиссектирование локализованной ткани мозга и сортировку отдельных ядер клеток, выделенных у крыс и мышей. Использование передовых геномных и биоинформатических подходов позволило им идентифицировать специфические генетические признаки дегенеративных процессов.
«Когда нейроны начинают дегенерировать, они излучают некоторые сигналы, которые могут быть обнаружены микроглией, которые опосредуют воспалительный и нейротоксический ответ. Каждый из этих процессов включает активацию или инактивацию некоторых генетических программ, определяющих конкретную генетическую сигнатуру. Мы идентифицируем некоторые из них. эти генетические сигнатуры связаны с типами нейронов », — объясняет Лопес-Аталайя.
Исследователи также записали электрическую активность отдельных нейронов in vivo и обнаружили у некоторых из них признаки эпилептиформной активности. Эти более гипервозбудимые нейроны, как правило, располагались в определенном подслое в области гиппокампа (поверхностный подслой) и экспрессировали некоторые характерные гены. «Очень поразительно, мы обнаружили, что карта гипервозбудимости идеально соответствует сигнатурам нейродегенерации», — добавляет де ла Прида.
Чтобы облегчить распространение среди нейробиологов и клинических сообществ, исследователи сделали данные, связанные с этим исследованием, доступными в качестве общедоступного ресурса через два интерактивных веб-сайта.
