С помощью секвенирования РНК одиночных клеток учёным удалось выявить причины нарушения функционирования нейронов верхних слоёв коры головного мозга у пациентов с шизофренией

С помощью секвенирования РНК одиночных клеток учёным удалось выявить причины нарушения функционирования нейронов верхних слоёв коры головного мозга у пациентов с шизофренией

28 октября 2022

Группа исследователей под руководством Константина Ходосевича (Konstantin Khodosevich) из Копенгагенского университета (University of Copenhagen's) с помощью секвенирования РНК одиночных клеток (snRNA-seq) обнаружила особенности патогенеза шизофрении, которые связаны с изменением функций нейронов конкретных отделов головного мозга, и оценила их суммарное влияние. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.

Исследование было сосредоточено на нескольких типах нейронов. Учёные смоделировали у лабораторных животных изменения ряда клеток головного мозга, характерные для пациентов с шизофренией, включая различные типы интернейронов коры головного мозга, экспрессирующих γ-аминомасляную кислоту (ГАМК).

Исследователи проанализировали более 220 000 нейронов разных типов, выделенных из дорсолатеральной префронтальной коры как у пациентов с шизофренией, так и у представителей контрольной группы. Секвенирование РНК одиночных клеток позволило оценить экспрессию генов в ГАМКергических и других нейронах и отследить изменение количества разных клеток.

«Исследование показало, что у пациентов с шизофренией наблюдаются изменения функционирования нескольких подтипов нейронов, что существенно влияет на многие процессы», – пишут авторы.

Ходосевич и его коллеги изучили посмертные образцы ткани из зоны Бродмана девятой области дорсолатеральной префронтальной коры у 9 человек, страдающих шизофренией, и 14 представителей контрольной группы. Анатомические и функциональные особенности этой области головного мозга ранее уже описывали у пациентов с шизофренией.

С помощью нейронального ядерного антигена NeuN из каждого образца были выделены ядра нейронов для секвенирования РНК одиночных клеток. Всего было секвенировано 225 012 ядер, из которых успешно прошли контроль качества 209 053 образца.

Оказалось, что нейрональный состав коры головного мозга у больных шизофренией значительно изменён. Количество ГАМКергических интернейронов, принадлежащих к подтипам PVALB, SST и VIP, было снижено, а доля нейронов подтипов L2_3_CUX2 и L4_5_FEZF2_LRRK1 повышена. Дополнительный композиционный анализ подтвердил полученные данные. Исследование транскрипции позволило выявить существенные различия экспрессии генов в нейронах подтипов L2_3_CUX2_LAMP5 и PVALB у пациентов с шизофренией и представителей контрольной группы.

Однако учёные подчёркивают, что для шизофрении характерна высокая индивидуальная вариативность. При анализе транскрипционных различий исследователи обнаружили, что в контрольных образцах наблюдается небольшой диапазон изменений, в то время как у пациентов с шизофренией разброс оказался значительным.

Далее учёные сосредоточились на анализе конкретных генов для каждого подтипа нейронов. Выяснилось, что при шизофрении гены, связанные с энергетическим метаболизмом и путями биогенеза белков, подавляются, а гены, участвующие в процессах нейротрансмиссии, активизируются. Кроме того, максимальная дифференциация экспрессии генов была зафиксирована в нейронах верхнего слоя коры головного мозга, это позволяет предположить, что данная зона является ведущей при шизофрении. Исследователи отметили, что верхние слои головного мозга человека намного функциональнее, чем у других приматов и грызунов.

«Полученные данные подтверждают теорию о том, что на развитие шизофрении во многом влияет нарушение интеграции ГАМКергических интернейронов и дифференциации других нейронов в дорсолатеральной префронтальной коре (эти особенности могут формироваться на поздних сроках беременности)», – добавили исследователи.

Учёные отметили, что выборка была недостаточно крупной. Необходимы дополнительные исследования с большим количеством образцов и более подробными сведениями из историй болезни. Это поможет получить новые данные об изменении численности типов клеток и экспрессии генов у пациентов с шизофренией.

 

Источник: https://www.genomeweb.com/sequencing/schizophrenia-neuron-single-nucleus-sequencing-study-finds-impairment-upper-cortex#.Y1VzdHZBxPa

Спасибо за подписку!
Личный кабинет
April
January
February
March
April
May
June
July
August
September
October
November
December
2025
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
2041
2042
2043
2044
2045
2046
2047
2048
2049
2050
MonTueWedThuFriSatSun
31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
2
3
4
10:00
10:30
11:00
11:30
12:00
12:30
13:00
13:30
14:00
14:30
15:00
15:30
16:00
16:30
17:00
17:30
18:00
April
January
February
March
April
May
June
July
August
September
October
November
December
2025
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
2041
2042
2043
2044
2045
2046
2047
2048
2049
2050
MonTueWedThuFriSatSun
31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
2
3
4
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00