新方法改进的理解成人大脑形成新的神经元的哺乳动物

贝勒医学院的研究小组,德州心脏研究所和得克萨斯州儿童医院已经开发了一个强大的新方法来理解成人大脑形成新的神经元的哺乳动物。发表在《细胞的报道,这个工作令人兴奋的新途径,可以进一步发展来修复故障的大脑回路。

“哺乳动物大脑是一个复杂的组织组成的不同吗细胞类型。然而,尽管在神经科学领域的飞速发展,只有数量有限的大脑是已知的和良好的细胞类型,”主要作者本杰明Arenkiel博士说,分子和人类遗传学和神经科学副教授贝勒医学院和研究员Jan和丹邓肯神经研究所德克萨斯儿童医院。“识别所有细胞亚型解体如何至关重要大脑回路大脑活动功能和将产生的见解在患病和受伤的情况下。”

在这项研究中,Arenkiel和他的同事描述了一个创新的方法,确定了小说和遗传途径参与细胞目标adult-born的布线神经元到现有的大脑回路。

科学家现在知道,大脑不仅仅是由四个或五个细胞类型执行一般的角色。大多数电路由独特的细胞亚型,其中许多目前无特征,Arenkiel解释道。例如有可能成千上万的神经元功能亚型在一个特定的类。

“因此,第一个任务开始理解大脑回路是识别所有细胞的球员,”Arenkiel说,他也是贝勒医学院McNair学者。“这将使我们能够基因探针他们揭示生物功能,一个必要的知识来解决这些电路出现问题的时候。”

在大多数成年哺乳动物,只有大脑的两个区域,海马体和嗅球(OB),已被证明新的神经元整合到现有的大脑回路。Arenkiel与共同通讯作者詹姆斯·马丁博士教授和维维安·l·史密斯在再生医学贝勒医学院和心肌细胞更新实验室主任德州心脏研究所。团队应用一种相对较新的技术,单个细胞RNA序列,识别小说OB细胞亚型。

执行单个细胞RNA序列,Burak山丘,Arenkiel实验室的研究生和这篇论文的主要作者之一,和他的同事们准备了一个单细胞悬液通过脱离大脑组织使用的酶。这种混合排序在微流控室的每一个细胞都在微粒co-encapsulated(珠)独特的条形码,记录每个mRNA转录的细胞起源。

使用这种分析策略,他们煞费苦心地生成一个图书馆50000个细胞的信使rna转录OB。这些信息透露,OB由大约30种不同的细胞类型,包括18个不同类型的神经元,以及许多其他非神经细胞如星形胶质细胞、少突胶质细胞,血管和免疫细胞。

此外,研究小组发现了基因和/或通路,是按照时间顺序把“对”或“关”在这些血统在大脑发育。本研究利用RNA单细胞测序分析的联合力量adult-born神经元与生物信息学比较从不同的神经元基因表达谱血统的进展如何。

这种强大的方法使得研究人员重新创建一个公认的发展轨迹(“pseudo-timeline”)的神经元血统OB-from神经祖细胞迁移到功能完备成熟神经元沿详细信息的特定基因或基因网络是在何时何地了””或“。”与此一致的是,研究人员发现特定的神经元亚型不同浓缩或耗尽在应对不同的感官刺激。

“除了识别关键球员和提供关键机械的见解在OB成年神经发生,我们认为这个研究有一个更广泛的影响,因为其他研究人员现在可以使用这种方法来识别和梳理出新的神经元的功能电路在成年哺乳动物大脑的其他部分,“Arenkiel说。