Откуда мы знаем, способен ли наш мозг восстанавливать себя?

краткое содержание: В новом исследовании изучается регенеративный потенциал человеческого мозга при старении и неврологических заболеваниях, что может стать альтернативой традиционным стратегиям улучшения или восстановления функций мозга. Недавние исследования транскрипции одиночных клеток в гиппокампе взрослого человека дали противоречивые результаты, и авторы считают, что дизайн, анализ и интерпретация этих исследований в гиппокампе взрослого человека могут пересекаться со специфическими проблемами, требующими особого внимания, и могут быть очень полезными. открытая дискуссия на местах.

источник: Знать

Способен ли наш мозг регенерировать? Можем ли мы использовать эту регенеративную способность во время старения или при нейродегенеративных состояниях? Эти вопросы вызывали острые дебаты в области неврологии на протяжении многих лет.

Новое исследование Нидерландского института неврологии показывает, почему существуют противоречивые результаты, и предлагает дорожную карту того, как решить эти проблемы.

Идея использования регенеративного потенциала человеческого мозга при старении или неврологических заболеваниях представляет собой особенно привлекательную альтернативу традиционным стратегиям улучшения или восстановления функции мозга, особенно с учетом отсутствия в настоящее время эффективных терапевтических стратегий при нейродегенеративных расстройствах, таких как болезнь Альцгеймера.

Вопрос о том, обладает ли человеческий мозг способностью к регенерации, уже много лет находится в центре интенсивных научных дискуссий, и недавние исследования дали противоречивые результаты.

Новое исследование Джорджии Тосони и Диляры Айилдиз под руководством Евгении Салта в Лаборатории нейрогенеза и нейродегенерации критически обсуждает и повторно анализирует ранее опубликованные наборы данных. Как это возможно, что мы до сих пор не нашли ясного ответа на эту загадку?

Предыдущие исследования, в которых делящиеся клетки сортировались в человеческом мозге после смерти, показали, что новые клетки действительно могут возникать во взрослом возрасте в гиппокампе нашего мозга, структуре, которая играет важную роль в обучении и памяти и также сильно страдает от болезни Альцгеймера.

Однако другие исследования противоречат этим выводам и не могут обнаружить образование новых клеток мозга в этой области. И концептуальная, и методологическая путаница, вероятно, способствовала этим, казалось бы, противоположным наблюдениям. Следовательно, выяснение степени регенерации человеческого мозга остается сложной задачей.

Новейшая технология

Недавние достижения в технологиях транскрипции отдельных клеток предоставили ценную информацию о различных типах клеток, присутствующих в человеческом мозге от умерших доноров, страдающих различными заболеваниями головного мозга.

На сегодняшний день методы транскрипции отдельных клеток использовались для характеристики популяций редких клеток в мозге человека. В дополнение к идентификации конкретных типов клеток секвенирование мононуклеарной РНК может также исследовать профили экспрессии определенных генов, чтобы выявить сложность клеток в гиппокампе.

Появление технологий одноклеточной транскрипции изначально рассматривалось как панацея для разрешения противоречий в этой области. Однако недавние исследования секвенирования РНК одиночных клеток в гиппокампе человека дали противоречивые результаты.

В двух исследованиях уже были идентифицированы нервные стволовые клетки, а в третьем не удалось обнаружить какие-либо популяции нейронов. Неужели эти новые методы — опять же — окончательно не разрешили споры о существовании регенерации гиппокампа у людей? Сможем ли мы, наконец, преодолеть концептуальные и технические проблемы и примирить, казалось бы, противоположные точки зрения и результаты?

Техническая проблема

В этом исследовании исследователи критически обсудили и повторно проанализировали ранее опубликованные наборы данных транскриптома одной клетки. Они предупреждают, что дизайн, анализ и интерпретация этих исследований гиппокампа взрослого человека могут быть перепутаны с конкретными вопросами, которые требуют концептуальных, методологических и вычислительных модификаций.

Путем повторного анализа ранее опубликованных наборов данных был изучен ряд конкретных проблем, которые требуют особого внимания и в значительной степени выиграли бы от открытого обсуждения в этой области.

Джорджия Тозони: «Мы проанализировали ранее опубликованные исследования транскриптома одиночных клеток и провели метаанализ, чтобы оценить, можно ли надежно идентифицировать популяции взрослых нейронов у разных видов, особенно при сравнении мышей и людей.

Нейронный процесс у взрослых мышей очень хорошо охарактеризован, и известны особенности вовлеченных в него различных групп клеток. На самом деле это те же молекулярные и клеточные сигнатуры, которые широко использовались в полевых условиях, а также для идентификации нейронов в человеческом мозгу.

Однако из-за многих эволюционных адаптаций мы ожидаем, что нейрогенез у мышей и людей будет отличаться. Мы исследовали маркеры для каждого типа нейронов и изучили количество перекрывающихся маркеров между двумя типами.

Мы обнаружили очень мало совпадений между ними, если таковые имеются, что позволяет предположить, что знаки, выведенные мышами, которые мы использовали в течение долгого времени, могут не подходить для человеческого мозга. Мы также обнаружили, что такие исследования требуют достаточной статистической мощности: если регенерация нейронов происходит во взрослом человеческом мозгу, мы ожидаем, что это будет очень редко. Следовательно, необходимо секвенировать достаточное количество клеток, чтобы идентифицировать эти редкие, предположительно нейронные популяции.

Важны и другие параметры, например качество образцов. Временной интервал между смертью донора и окончательной обработкой имеет решающее значение, поскольку качество ткани и полученные данные со временем ухудшаются.

Репродукция — это ключ

Дилара Айылдиз: «Эти новые технологии, при правильном применении, дают уникальную возможность картировать регенерацию гиппокампа в человеческом мозге и исследовать, какие типы и состояния клеток могут быть наиболее поддающимися терапевтическому вмешательству при старении, нейродегенеративных и психоневрологических заболеваниях». Тем не менее, воспроизводимость и последовательность являются ключевыми.

При проведении анализа мы поняли, что некоторые, казалось бы, мелкие, но очень важные детали и параметры в экспериментально-расчетном пайплайне могут оказать существенное влияние на результаты, а значит и на интерпретацию данных.

Точная отчетность необходима для обеспечения воспроизводимости этих экспериментов по транскрипции одной клетки и их анализа. Как только мы повторно проанализировали эти предыдущие исследования с использованием общих вычислительных конвейеров и стандартов, мы поняли, что кажущееся противоречие в этой области может на самом деле вводить в заблуждение: в нашей работе мы предполагаем, что на самом деле может быть больше согласия, чем мы думали ранее. .

Аннотация создана с помощью чат Технология искусственного интеллекта

Об этом Новости исследований в области неврологии

автор: пресс-служба
источник: Знать
коммуникация: Пресс-служба — КНАВ
картина: Изображение находится в общественном достоянии

Исходный поиск: открытый доступ.
«Картирование нейрогенеза гиппокампа взрослых с использованием одноклеточных транскриптомов: примирение или разжигание споров?Джорджиа Тозони и др. нервный

Резюме

Картирование нейрогенеза гиппокампа взрослых с использованием одноклеточных транскриптомов: примирение или разжигание споров?

Основные моменты

• Одноклеточное профилирование нейрогенеза во взрослом гиппокампе может дать ключевую информацию
• Методологическая и концептуальная путаница может повлиять на результирующие наборы данных.
• Размер выборки, стратификация, обработка данных и выбор маркеров имеют решающее значение.
• Усилия должны быть сосредоточены на оптимизации и публичном обмене протоколами и конвейерами.

краткое содержание

Идея использования регенеративного потенциала человеческого мозга при физиологическом старении или неврологических заболеваниях представляет собой особенно привлекательную альтернативу традиционным стратегиям улучшения или восстановления функций мозга. Однако первый важный вопрос, который необходимо решить, заключается в том, обладает ли человеческий мозг способностью к регенерации.

Существование нейрогенеза в гиппокампе взрослых уже много лет находится в центре интенсивных научных дискуссий. Появление технологий одноклеточной транскрипции изначально рассматривалось как панацея для разрешения этого противоречия. Однако недавние исследования секвенирования РНК одиночных клеток в гиппокампе человека дали противоречивые результаты.

Здесь мы критически обсуждаем и повторно анализируем ранее опубликованные наборы данных одноклеточного транскриптома, связанные с AHN.

Мы утверждаем, что, хотя и многообещающее, профилирование транскрипции одиночных клеток AHN в человеческом мозгу может быть сбито с толку методологическими, концептуальными и биологическими факторами, которые необходимо последовательно рассматривать в исследованиях и открыто обсуждать в научном сообществе.