Nöroloji

Düşüş Döngüsü: Alzheimer Hastalığında Nöron Yaşlanması Çözüldü

Özet: Alzheimer hastalarındaki nöronlar hücre döngüsüne yeniden girme ve hızla yaşlanmaya doğru ilerleme eğilimindedir. Gelişmiş snRNA-seq tekniklerini kullanan araştırmacılar, bu değişiklikleri izlemek için 30.000’den fazla çekirdeği analiz etti ve bu nöronların sıklıkla hücre döngüsünü tamamlamakta başarısız olduklarını ve bunun yerine yaşlanma belirtileri gösterdiklerini buldu.

Alzheimer, Parkinson ve Lewy cisimcikli demansta daha belirgin olan bu fenomen, nörodejeneratif hastalıklara dair anlayışımızı derinleştirebilir. Çalışma, hastalıklı ve sağlıklı beyinlerdeki nöron davranışlarına dair yeni bilgiler sağlayan güçlü bir biyoinformatik aracı tanıtıyor.

Ana unsurlar:

  1. Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklarda hücre döngüsüne yeniden giren nöronlar sıklıkla yeni hücreler üretmede başarısız oluyor ve bunun yerine yaşlanmaya doğru ilerliyor.
  2. Çalışma, bireysel nöronlardaki yaklaşık 350 hücre döngüsü ile ilişkili genin ekspresyonunu analiz etmek için snRNA-seq verilerini kullandı ve hastalıktan etkilenen beyinlerde hücre döngüsüne yeniden girişin arttığını ortaya çıkardı.
  3. Bu araştırma yalnızca hücre döngüsüne yeniden giriş ile nörodejenerasyon arasındaki potansiyel bağlantıyı vurgulamakla kalmıyor, aynı zamanda bu süreçleri farklı koşullar altında incelemek için yeni bir biyoinformatik yaklaşım da sunuyor.

Kaynak: PLOS

9 Nisan’da yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, beyindeki hücre döngüsüne yeniden giren post-mitotik nöronlar hızla yaşlanmaya yenik düşüyor ve bu yeniden giriş Alzheimer hastalığında daha yaygın.bu açık erişimli dergide PLOS Biyoloji Kim Hai-Man Chow ve Hong Kong Çin Üniversitesi’ndeki meslektaşları tarafından.

Bu fenomen, nörodejenerasyon süreci hakkında daha fazla bilgi edinme fırsatı sağlayabilir ve bu keşfi yapmak için kullanılan teknik, beyindeki benzersiz hücre popülasyonları hakkındaki diğer araştırmalara kolaylıkla uygulanabilir.

Bu nöronları gösterir.
Benzer şekilde, Parkinson hastalığı ve Lewy cisimcikli demans hastalarının beyinlerinde, sağlıklı beyinlere kıyasla yeniden giren nöronların oranında artış görüldü. Kredi: Nörobilim Haberleri

Beyindeki nöronların çoğu post-mitotiktir, yani bölünmeyi bırakmışlardır. Uzun yıllar boyunca bu mitotik sonrası durumun kalıcı olduğu varsayılmıştı. Son keşifler, nöronların küçük bir kısmının hücre döngüsüne yeniden girdiğini gösterdi, ancak bundan sonraki akıbetleri hakkında çok az şey biliniyor.

Bu soruyu yanıtlamak için yazarlar, bireysel tek çekirdeklerin izole edildiği ve RNA’larının sıralandığı, izolasyon sırasında bir hücrenin ne yaptığının anlık görüntüsünü sağlayan, halka açık “snRNA-seq” verilerinin veritabanlarına yöneldiler.

Hücre döngüsü, büyüme, DNA sentezi, bölünmeye özgü büyüme ve mitoz dahil olmak üzere farklı aşamalardan geçer ve her aşama, bunu gerçekleştirmek için gereken spesifik bir protein seti ile karakterize edilir. Bu, yazarların belirli bir çekirdeğin döngünün hangi aşamasında olduğunu söylemek için RNA setini kullanmalarına olanak sağladı.

Verileri 30.000’den fazla çekirdeğe ilişkin bilgileri içeriyordu; bunların her birine, yaklaşık 350 hücre döngüsü ile ilgili genden oluşan bir setin ekspresyon düzeyine dayalı bir puan verildi.

Küçük uyarıcı nöron popülasyonlarının gerçekten hücre döngüsüne yeniden girdiğini buldular. Ancak bu hücreler çoğunlukla hücre döngüsü boyunca yavru nöronlar üreterek başarılı bir şekilde devam edemedi.

Bunun yerine, yeniden giriş yapılan hücrelerde yaşlanmayla ilişkili genlerin ekspresyonu da yüksekti; Aslında hücreler yalnızca yaşlanmaya girmek için yeniden uyanmışlardı.

Şaşırtıcı bir şekilde, yazarlar Alzheimer hastalarının beyinlerindeki nöronların hücre döngüsüne daha yüksek bir oranda yeniden girdiğini ve hücre döngüsüne yeniden giren ve yaşlanan nöronların daha yüksek Alzheimer hastalığı riski ile ilişkili birden fazla genin ekspresyonunun arttığını bulmuşlardır. Alzheimer’lı beyinde biriken yapışkan protein olan amiloidin üretimine doğrudan katkıda bulunanlar da buna dahildir.

Benzer şekilde, Parkinson hastalığı ve Lewy cisimcikli demans hastalarının beyinlerinde, sağlıklı beyinlere kıyasla yeniden giren nöronların oranında artış görüldü.

Hastalıklı beyin için bu artan yeniden girişin nörobiyolojik önemi hala belirsizdir, ancak burada benimsenen analitik yaklaşım, nörodejeneratif hastalıklardaki hastalık mekanizmalarına ışık tutmanın yanı sıra, beyin içindeki nöron alt popülasyonlarına daha derin bir bakış açısı sunabilir.

Chow, “Bu hücrelerin beyindeki nadir varlığı ve rastgele lokalizasyonu nedeniyle moleküler profilleri ve hastalığa özgü heterojeniteleri belirsizliğini koruyor” dedi.

“Bu bulguların ilgili insan örneklerinde deneysel doğrulaması gelecekte gerçekleştirilecek olsa da, bu analitik yaklaşımın farklı hastalıklarda ve türler arası ortamlarda uygulanabilirliği, bu hastalıkların rollerinin incelenmesinde temel histolojik temelli yaklaşımları desteklemek için yeni fırsatlar ve anlayışlar sunmaktadır. beyin yaşlanmasında ve hastalık patogenezinde hücreler.

Yazarlar şunları ekliyor: “Gösterilen bu biyoenformatik analitik hattı, alana hücre döngüsünün yeniden devreye giren ve yaşlanan nöronları tarafsız bir şekilde incelemek ve bunların sağlıklı ve hastalıktan etkilenen beyinlerdeki heterojenliklerini incelemek için yeni bir araç sunacak.”

Bu Alzheimer hastalığı araştırma haberi hakkında

Soyut

Yaşlanan beyindeki nöronal hücre döngüsü yeniden giriş olayları, nörodejenerasyonda daha yaygındır ve hücresel yaşlanmaya yol açar

Artan kanıtlar, beyindeki terminal olarak farklılaşmış nöronların, nöronal yaşlanma sırasında ve hastalık koşulları altında hücre döngüsü benzeri bir sürece yeniden bağlanabileceğini göstermektedir.

Bu hücrelerin beyindeki nadir varlığı ve rastgele lokalizasyonu nedeniyle moleküler profilleri ve hastalığa özgü heterojeniteleri belirsizliğini koruyor.

İnsan beyni örneklerinden alınan çok sayıda tek çekirdekli transkriptom veri setinin entegre analizine olanak tanıyan bir biyoinformatik yaklaşım aracılığıyla, bu nadir hücre popülasyonları tanımlandı ve daha ileri karakterizasyon için seçildi.

Analizlerimiz, hücre döngüsüyle ilgili bu olayların ağırlıklı olarak uyarıcı nöronlarda meydana geldiğini ve hücresel yaşlanmanın muhtemelen bunların ani terminal kaderi olduğunu gösterdi.

Kantitatif olarak, normal beyin yaşlanma süreci sırasında hücre döngüsünün yeniden devreye girmesi ve yaşlanan nöronların sayısı azaldı, ancak geç başlangıçlı Alzheimer hastalığı (AD) bağlamında bu hücreler bunun yerine birikiyor.

Bu hücrelerin transkriptomik profili, hastalığa özgü farklılıkların ağırlıklı olarak yaşlanma sürecinin erken aşamasına bağlı olduğunu ileri sürdü; bu, bu hücrelerin hastalıktan etkilenen beyinlerde daha proinflamatuar, metabolik olarak düzensiz ve patolojiyle ilişkili imzalar sunduğunu ortaya çıkardı.

Benzer şekilde hücre döngüsünü yeniden devreye sokan nöronların bu genel özellikleri, Parkinson hastalığı (PD)-Lewy cisimcikli demans (LBD) modelinde tanımlanan dopaminerjik nöronların bir alt popülasyonunda da gözlemlendi.

Beyin yaşlanmasının fare modelinde gerçekleştirilen genişletilmiş bir analiz, bu biyoinformatik yaklaşımın, bu türler arası ortamda nöronlardaki hücre döngüsü ile yaşlanma süreçleri arasındaki sağlam ilişkiyi belirleme yeteneğini daha da doğruladı.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/neuron-aging-alzheimers-25971/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu