Die erste molekulare Karte, die die Entwicklung des menschlichen Kleinhirns beschreibt

Die erste molekulare Karte, die die Entwicklung des menschlichen Kleinhirns beschreibt

Dem Gehirn, einem bedeutenden Gerüst im menschlichen Hinterhirn, wird eine zentrale Bedeutung für die Ermöglichung zahlreicher elektromotorischer Funktionen, neben der Kognition, dem psychologischen Gesetz sowie dem Sprachhandling, zugeschrieben. Im Vergleich zum Kortex ist dieser Rahmen jedoch noch relativ wenig erforscht und seine allmähliche Entwicklung wird nur unzureichend erkannt.

Forscher des Seattle Children's Research Institute haben erst kürzlich eine Forschung durchgeführt, die darauf abzielt, die Entwicklung des menschlichen Gehirns viel besser zu erkennen. Ihr Papier, veröffentlicht in Nature Neuroscience, liefert die erste umfassende räumliche sowie zellartige transkriptionelle Zusammenfassung der Gehirnentwicklung

„Wir waren beeindruckt von den reichhaltigen molekularen Daten, die verfügbar sind, um die sich entwickelnde menschliche Großhirnrinde durch Ressourcen wie BrainSpan und PsychEncode zu verstehen“, sagte Dr. Kimberly Aldinger, die die Forschungsstudie durchführte, gegenüber Medical Xpress. „Unser Ziel war es, eine ähnliche Ressource für die Kleinhirn für unsere eigenen Studien und zum Austausch mit der wissenschaftlichen und medizinischen Gemeinschaft.“

Dr. Kathleen Millen hat ihren Forschungsstudienberuf tatsächlich viel besser investiert, um die Entwicklung des Kleinhirns zu verstehen. Im Jahr 2019 führte die Forschungsstudie in ihrem Labor unter der Leitung von Dr. Parthiv Haldipur sowie unter der Leitung von Dr. Aldinger die ersten umfangreichen histologischen Untersuchungen des sich etablierenden menschlichen Gehirns durch.

Die von ihnen durchgeführten Auswertungen ermöglichten es ihnen, sowohl das räumliche als auch das zeitliche Wachstum von Vorläuferarealen im menschlichen Gehirn zu definieren und diese mit ihrer Entwicklung im Nagetierverstand zu vergleichen. Ihre Suche nach kann erhebliche Auswirkungen haben, da sie dazu beitragen können, die Gründe für neurologische Entwicklungsstörungen, von denen bekannt ist, dass sie das Gehirn beeinflussen, wie erbliche Fehlbildungen, Autismus sowie pädiatrische Kleinhirnkrebszellen, viel besser zu verstehen.

Die erste molekulare Karte, die die Entwicklung des menschlichen Kleinhirns beschreibt

„Ich habe mit der Millen-Gruppe an der Erstellung dieses ersten umfassenden molekularen Atlas der Zelltypen und Gene, die während der Entwicklung des menschlichen Kleinhirns exprimiert werden, zusammengearbeitet“, sagte Dr. Aldinger. „Dies ist eine reichhaltige Ressource für die wissenschaftliche Gemeinschaft, um die genetischen Programme zu untersuchen, die die Entwicklung des menschlichen Kleinhirns und die Entstehung von Krankheiten vorantreiben.“

Um ihre Forschungsstudie durchzuführen, verwendeten Dr. Aldinger und ihre Mitarbeiter SPLiT-seq, eine von Wissenschaftlern der University of Washington (UW) entwickelte Einzelzell-RNA-Sequenzierungsstrategie, mit der zahlreiche Zellen gleichzeitig bewertet werden können. Mit dieser Strategie sowie moderner Laser-Capture-Technologie zur Mikrodissektion von räumlich definierten Vorläuferbereichen konnte die Gruppe insbesondere das Transkriptom aller sich etablierenden Kleinhirnzellarten erfassen, die aus wirklich ungewöhnlichen Zellen bestehen, die im sich etablierenden menschlichen Gehirn vorkommen.

„Es ist schwer zu modellieren, was wir nicht wissen“, informierte Dr. Kathleen Millen über Medical Xpress. „Viele Modelle der menschlichen Kleinhirnentwicklung und -krankheit wurden auf der Grundlage von Maus-zentrierten Daten erstellt. Daten über das sich entwickelnde menschliche Kleinhirn waren nicht verfügbar, aber wir wissen jetzt, dass sich die Entwicklung des menschlichen Kleinhirns ganz von der von Mäusen unterscheidet.“

Die aktuelle Forschungsstudie, die von dieser Gruppe von Wissenschaftlern durchgeführt wurde, brachte eine Vielzahl von wichtigen Suchen und Errungenschaften hervor. Vor allem sammelten die Wissenschaftler die ersten molekularen Informationen, die die Entwicklung des menschlichen Gehirns beschreiben. Die von ihnen gesammelten Informationen, die derzeit leicht angeboten werden und von verschiedenen anderen Forschern weltweit abgerufen werden können, können etwas Licht in die erblichen Programme verlieren, die eine regelmäßige Kleinhirnentwicklung ermöglichen, sowie über die Anfänge neurologischer Entwicklungsstörungen im Zusammenhang mit der ungewöhnlichen Kleinhirnentwicklung.

Die molekulare Karte der menschlichen Kleinhirnentwicklung, die von Dr. Aldinger, Dr. Millen und ihren Mitarbeitern definiert wurde, kann schnell verwendet werden, um vorhandene Computermaus- sowie Versionen der menschlichen Kleinhirngesellschaft zu überprüfen. Bemerkenswert ist, dass diese Karte derzeit sowohl diesen Wissenschaftlern als auch verschiedenen anderen Gruppen ermöglicht, ihre Konzepte zu den Anfängen der neuronalen Entwicklung des Kleinhirns neu zu bewerten.

„Dieser Atlas ist nur der Anfang“, stellte Dr. Millen klar. „Uns fehlen molekulare Daten zu frühen Zeitpunkten, zu denen mehrere wichtige Kleinhirnzellen geboren werden, und uns fehlen Daten, die Entwicklungszeitpunkte mit reifen adulten Zelltypen verknüpfen. Wir graben tiefer, um die Mechanismen, die die Spezifikation und Differenzierung von Vorläufern vorantreiben, besser zu definieren, die wir verwenden werden, um validierte hPSC-abgeleitete Kleinhirnkulturen zu generieren, um die menschliche Kleinhirnfunktion und -dysfunktion sowie Plattformen für die Wirkstoffforschung zu modellieren.