De eerste moleculaire kaart die de ontwikkeling van het menselijk cerebellum beschrijft

De eerste moleculaire kaart die de ontwikkeling van het menselijk cerebellum beschrijft

Van de hersenen, een belangrijk raamwerk in de menselijke achterhersenen, wordt erkend dat ze van het grootste belang zijn voor het mogelijk maken van tal van elektrische motorfuncties, naast cognitie, psychologische wetten en taalbehandeling. Vergeleken met de cortex is dit raamwerk echter nog steeds redelijk onderbelicht en wordt de geleidelijke ontwikkeling ervan onvoldoende herkend.

Onderzoekers van het Seattle Children's Research Institute hebben onlangs een onderzoek uitgevoerd om de ontwikkeling van het menselijk brein veel beter te herkennen. Hun papier, uitgebracht in Nature Neuroscience, levert de eerste uitgebreide ruimtelijke en celachtige transcriptionele samenvatting van de ontwikkeling van de hersenen

"We waren onder de indruk van de rijke moleculaire gegevens die beschikbaar zijn om de zich ontwikkelende menselijke hersenschors te begrijpen door middel van bronnen zoals BrainSpan en PsychEncode," vertelde Dr. Kimberly Aldinger, die het onderzoek uitvoerde, aan Medical Xpress. "Ons doel was om een ​​vergelijkbare bron voor de cerebellum voor onze eigen studies en om te delen met de wetenschappelijke en medische gemeenschap.”

Dr. Kathleen Millen heeft haar onderzoeksberoep geïnvesteerd in een veel beter begrip van de ontwikkeling van de hersenen. In 2019 voerde een onderzoek in haar laboratorium onder leiding van Dr. Parthiv Haldipur en ondertekend door Dr. Aldinger de eerste uitgebreide histologische evaluaties uit van het zich ontwikkelende menselijke brein.

De evaluaties die ze uitvoerden, stelden hen in staat om de ruimtelijke en temporele groei van voorlopergebieden in het menselijk brein te definiëren en deze te contrasteren met hun ontwikkeling in de geest van knaagdieren. Hun zoektocht naar kan aanzienlijke gevolgen hebben, omdat ze kunnen helpen om de redenen voor neurologische aandoeningen waarvan wordt vastgesteld dat ze de hersenen beïnvloeden, zoals erfelijke misvormingen, autisme en pediatrische cerebellaire kankercellen, veel beter te begrijpen.

De eerste moleculaire kaart die de ontwikkeling van het menselijk cerebellum beschrijft

"Ik heb samengewerkt met de Millen-groep aan de productie van deze eerste uitgebreide moleculaire atlas van de celtypen en genen die tot expressie komen tijdens de ontwikkeling van het menselijk cerebellum", verklaarde Dr. Aldinger. "Dit is een rijke bron voor de wetenschappelijke gemeenschap om de genetische programma's te onderzoeken die de ontwikkeling van het menselijk cerebellum en de oorsprong van ziekten stimuleren."

Om hun onderzoeksstudie uit te voeren, gebruikten dr. Aldinger en haar medewerkers SPLiT-seq, een eencellige RNA-sequencingstrategie ontwikkeld door wetenschappers van de Universiteit van Washington (UW) die kan worden gebruikt om meerdere cellen tegelijkertijd te beoordelen. Door gebruik te maken van deze strategie en met behulp van moderne lasertechnologie om de microdissectie van ruimtelijk gespecificeerde progenitorgebieden te bereiken, had de groep het vermogen om met name het transcriptoom te vangen van alle zich ontwikkelende cerebellaire celsoorten, bestaande uit echt ongewone cellen die bestaan ​​in het zich ontwikkelende menselijke brein.

"Het is moeilijk om te modelleren wat we niet weten," vertelde Dr. Kathleen Millen aan Medical Xpress "Veel modellen van menselijke cerebellaire ontwikkeling en ziekte zijn gebouwd op basis van muis-gecentreerde gegevens. Gegevens van het zich ontwikkelende menselijke cerebellum waren niet beschikbaar, maar we weten nu dat de ontwikkeling van het menselijke cerebellum heel anders is dan die van muizen."

Het huidige onderzoek dat door deze groep wetenschappers is uitgevoerd, heeft geleid tot een verscheidenheid aan essentiële zoektochten en prestaties. Het belangrijkste was dat de wetenschappers de eerste moleculaire informatie verzamelden die de ontwikkeling van het menselijk brein beschrijft. De informatie die ze verzamelden, die momenteel gemakkelijk wordt aangeboden en toegankelijk is voor verschillende andere onderzoekers over de hele wereld, kan enig licht verliezen op de erfelijke programma's die een regelmatige cerebellaire ontwikkeling mogelijk maken, evenals het begin van neurologische aandoeningen die verband houden met ongewone cerebellaire ontwikkeling.

De moleculaire kaart van de ontwikkeling van het menselijk cerebellum, zoals gedefinieerd door Dr. Aldinger, Dr. Millen en hun medewerkers, kan snel worden gebruikt om bestaande versies van computermuizen en menselijke cerebellaire samenlevingen te verifiëren. Opmerkelijk is dat deze kaart momenteel zowel deze wetenschappers als verschillende andere groepen in staat stelt hun concepten met betrekking tot het begin van cerebellaire neurologische ontwikkelingsstoornissen opnieuw te beoordelen.

"Deze atlas is nog maar het begin", verduidelijkte dr. Millen. "We missen moleculaire gegevens over vroege tijdstippen waarop verschillende belangrijke cerebellaire cellen worden geboren en we missen gegevens die ontwikkelingstijdpunten koppelen aan volwassen volwassen celtypen. We graven dieper om de mechanismen die de specificatie en differentiatie van voorlopercellen aansturen beter te definiëren, die we zullen gebruiken om gevalideerde hPSC-afgeleide cerebellaire culturen te genereren om de menselijke cerebellaire functie en disfunctie te modelleren, evenals platforms voor het ontdekken van geneesmiddelen".