Pierwsza mapa molekularna opisująca rozwój ludzkiego móżdżku

Pierwsza mapa molekularna opisująca rozwój ludzkiego móżdżku

Uznaje się, że mózg, istotna struktura ludzkiego tyłomózgowia, ma kluczowe znaczenie dla umożliwienia wielu funkcji motoryki elektrycznej, oprócz poznania, praw psychologicznych i posługiwania się językiem. Niemniej jednak w porównaniu z korą mózgową struktura ta jest nadal dość słabo zbadana, a jej stopniowy rozwój jest niewystarczająco rozpoznany.

Naukowcy z Seattle Children's Research Institute niedawno przeprowadzili badania, których celem było znacznie lepsze rozpoznanie rozwoju ludzkiego mózgu. Ich artykuł, wydany w Nature Neuroscience, dostarcza pierwszego kompleksowego podsumowania transkrypcyjnego rozwoju mózgu w zakresie przestrzennym i komórkowym

„Byliśmy pod wrażeniem bogatych danych molekularnych dostępnych, aby zrozumieć rozwijającą się ludzką korę mózgową za pomocą zasobów takich jak BrainSpan i PsychEncode”, dr Kimberly Aldinger, która przeprowadziła badanie, poinformowała Medicical Xpress „Naszym celem było stworzenie podobnego źródła dla móżdżku do własnych badań oraz do dzielenia się ze społecznością naukową i medyczną.”

Dr Kathleen Millen faktycznie zainwestowała w swój zawód badawczy znacznie lepiej rozumiejąc rozwój móżdżku. W 2019 roku badania w jej laboratorium prowadzone przez dr Parthiv Haldipur, a także podpisane przez dr Aldingera, przeprowadziły pierwsze obszerne oceny histologiczne zachodzącego ludzkiego mózgu.

Przeprowadzone przez nich oceny pozwoliły im określić przestrzenny i czasowy wzrost obszarów przodków w mózgu człowieka oraz skonfrontować je z ich rozwojem w umyśle gryzonia. Ich poszukiwania mogą mieć istotne konsekwencje, ponieważ mogą pomóc w znacznie lepszym zrozumieniu przyczyn chorób neurorozwojowych, o których wiadomo, że wpływają na mózg, takich jak wady dziedziczne, autyzm, a także komórki rakowe móżdżku u dzieci.

Pierwsza mapa molekularna opisująca rozwój ludzkiego móżdżku

„Współpracowałem z grupą Millen przy produkcji tego pierwszego kompleksowego atlasu molekularnego typów komórek i genów wyrażanych podczas rozwoju ludzkiego móżdżku” – powiedział dr Aldinger. „Jest to bogate źródło informacji dla społeczności naukowej do badania programów genetycznych, które napędzają rozwój ludzkiego móżdżku i powstawanie chorób”.

Do przeprowadzenia badań dr Aldinger i jej współpracownicy wykorzystali SPLiT-seq, strategię sekwencjonowania pojedynczych komórek RNA stworzoną przez naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego (UW), którą można wykorzystać do jednoczesnej oceny wielu komórek. Wykorzystując tę ​​strategię, a także nowoczesną technologię przechwytywania laserowego, aby uzyskać mikrodysekcję przestrzennie określonych obszarów przodków, grupa miała zdolność szczególnie wychwytywania transkryptomu wszystkich powstających rodzajów komórek móżdżku, składających się z naprawdę nietypowych komórek istniejących w powstającym ludzkim mózgu.

„Trudno jest modelować to, czego nie wiemy” – poinformowała dr Kathleen Millen Medical Xpress „Wiele modeli rozwoju i chorób ludzkiego móżdżku zostało zbudowanych na podstawie danych skoncentrowanych na myszach. Dane dotyczące rozwoju ludzkiego móżdżku nie były dostępne, ale teraz wiemy, że rozwój ludzkiego móżdżku różni się znacznie od rozwoju myszy”.

Obecne badania prowadzone przez tę grupę naukowców przyniosły szereg istotnych poszukiwań i osiągnięć. Co najważniejsze, naukowcy zebrali pierwsze informacje molekularne opisujące rozwój ludzkiego mózgu. Zgromadzone przez nich informacje, które są obecnie łatwo oferowane i dostępne dla różnych innych badaczy na całym świecie, mogą stracić nieco światła na programach dziedzicznych umożliwiających regularny rozwój móżdżku, a także na początkach chorób neurorozwojowych związanych z nietypowym rozwojem móżdżku.

Mapa molekularna rozwoju ludzkiego móżdżku zdefiniowana przez dra Aldingera, dra Millena i ich współpracowników może być szybko wykorzystana do weryfikacji istniejących wersji myszy komputerowych oraz ludzkiego społeczeństwa móżdżku. Co ciekawe, mapa ta umożliwia obecnie zarówno tym naukowcom, jak i różnym innym grupom, ponowną ocenę ich koncepcji dotyczących początków neurorozwojowych warunków móżdżku.

„Ten atlas to dopiero początek” – wyjaśnił dr Millen. „Brakuje nam danych molekularnych na temat wczesnych punktów czasowych, kiedy rodzi się kilka ważnych komórek móżdżku i brakuje nam danych łączących punkty czasowe rozwoju z dojrzałymi typami komórek dorosłych. Poszukujemy głębiej, aby lepiej zdefiniować mechanizmy, które napędzają specyfikację i różnicowanie przodków, które wykorzystamy do wygenerowania zwalidowanych kultur móżdżku pochodzących z hPSC w celu modelowania funkcji i dysfunkcji móżdżku człowieka, a także platform do odkrywania leków”.