Neurowissenschaftler sammeln neue Erkenntnisse über das genetische Risiko der Entwicklung von Schizophrenie

Vergangenheit Forschung auf dem Gebiet der Neurowissenschaften legt nahe, dass bestimmte Arten von Zellen kann dazu beitragen, die Entwicklung von psychiatrischen Störungen, einschließlich Schizophrenie. Jedoch identifizieren Sie die Typen von Zellen, die eine Rolle spielen können bei der Schizophrenie kann eine ziemliche Herausforderung sein, besonders wenn einige von den meisten herkömmlichen Techniken für die Analyse von menschlichem Gewebe.

Forscher am Lieber-Institut für Gehirn-Entwicklung und der Astellas Research Institute of America haben vor kurzem durchgeführt neue Studie richtet sich auf die Untersuchung der Genexpression in einem wichtigen Art von neuron in Verbindung mit Schizophrenie. In Ihrem Papier, veröffentlicht in Nature Neuroscience, Sie profilierten gen-expression in einer region des Gehirns, die gefunden wurde, der im Zusammenhang mit der Schizophrenie, nämlich die so genannten gyrus dentatus des hippocampus.

In den letzten Jahren, das gleiche team von Forschern durchgeführt, mehrere Studien mit dem Ziel, ein besseres Verständnis der molekularen Korrelate der Schizophrenie durch die Analyse von menschlichem Gehirngewebe gesammelt, post-mortem. Diese Experimente wurden durchgeführt auf verwendet Gehirn-Gewebe, die enthält eine komplexe Mischung aus einer Vielzahl von Zelltypen. Während Sie sammelten wichtige Einsicht, die Verwendung von verwendet Hirngewebe schien weit Weg vom ideal, wie es noch schwieriger sich zu konzentrieren Untersuchungen auf spezifische Zelltypen hypothetisch im Zusammenhang mit der gen-expression Signale in der Schizophrenie.

„Vorhergehende Forschung hatte Verwicklung der dentate gyrus in der psychiatrischen Krankheit und diese subregion des hippocampus spielt eine wichtige Rolle bei der Erinnerung,“ Daniel Höppner, einer der Forscher der Durchführung der Studie, sagte Medical Xpress. „In unserer Studie setzten wir die unterschiedliche morphologische Erscheinungsbild der granule cell layer, mit Hilfe der laser-capture-Mikrodissektion schneiden diese Schicht, die aus den umliegenden hippocampus-Gewebe.“

Das experimentelle design, das die Forscher in Ihrer aktuellen Arbeit, hat mehrere wichtige Vorteile. Eine der wichtigsten stärken ist, dass es beinhaltet die Verwendung von RNA-Sequenzierung (RNA-seq) die Daten aus beiden Halbkugeln der gleichen Gehirn; der Großteil der hippocampus-region von einem Hemisphäre und der dentate gyrus granule cell layer von den anderen.

Durch die Analyse dieser Daten, konnten die Forscher identifizieren, die die Genexpression Signaturen, die bestimmten mit dem Granulat Zellschicht des gyrus dentatus (DG-GCL) und andere, die zu sein schien, gemeinsam mit anderen teilen des hippocampus. Diese Kontraste in die zelluläre Spezifität der verschiedenen Teile des hippocampus waren der primäre Fokus von den Analysen der Forscher.

„Aus methodischer Sicht viele Forscher haben sich von verwendet Hirngewebe direkt zu den einzelnen Zellkerne mit Hilfe der sogenannten single-Kern-RNA-Sequenzierung (snRNA-seq),“ Thomas Hyde, ein anderer Forscher in der Studie beteiligt, sagte Medical Xpress. „Allerdings, dieser sich entwickelnden Methoden noch flach Profil der Genexpression, insbesondere von weniger reichlich Zell-Populationen. Der Einsatz von laser-capture-Mikrodissektion erlaubt uns die Konzentration auf morphologisch—oder räumlich definierten zellpopulationen und die Nutzung der bestehenden, gut etablierten Sequenzierung Technologien zu tief Profil Ihres transkriptoms.“

Mit Hilfe der laser-capture-Mikrodissektion kombiniert mit RNA-Sequenzierung, die Forscher waren in der Lage zu identifizieren, die weit mehr zelluläre Spezifität für Gene in genome-wide association study (GWAS) Risiko-loci als diejenigen charakterisiert, die in früheren Studien. In anderen Worten, Sie identifizierten Zelltypen und genetischer Effekte in der DG-GCL Hirnregion, die assoziiert werden kann mit dem Risiko der Entwicklung von Schizophrenie.

Die Forscher identifizierten rund 9 Millionen gen-expression-Funktionen der GD-GCL, 15% davon waren einzigartig für diese region und die fehlen in anderen teilen der bulk-hippocampus. Diese 15% 15 Ausdruck loci, die zuvor hervorgehoben als mögliche Schizophrenie-Risiko Varianten.

Durch die Analyse dieser Erkenntnisse, die Forscher waren in der Lage zu enthüllen genetische Signale, die im Zusammenhang mit der Schizophrenie, die wurden nie identifiziert, bevor Sie, einschließlich einer verminderten expression von Genen, GRM3 und CACNA1C.

„Identifizierung von neuartigen Risiko-gen-Assoziationen speziell in der so genannten gyrus dentatus konnte sich letztlich motivieren funktionelle Experimente zu generieren hippocampalen Körnerzellen Zelle Neuronen aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) und verändern die expression dieser Risiko-Gene, um besser zu verstehen, welche biologischen Mechanismen von Risiko,“ Mitsuyuki Matsumoto, ein weiterer Forscher, der führte die Studie, sagte MedicalXpress.

Dieser jüngste Bericht verdeutlicht das große Potenzial durch den gezielten Einsatz von sampling-Strategien, wie z.B. laser-capture Mikrodissektion, um zu untersuchen, spezifische zelluläre Muster im menschlichen Gehirn. Die gewonnenen Erfahrungen von Hoeppner, Hyde, Matsumoto und Ihre Kollegen auch neue wertvolle Erkenntnisse über die gen-Expressionsmuster, die möglicherweise im Zusammenhang mit dem Risiko der Entwicklung von Schizophrenie.