Одинокий

2 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

корректура

Рэйчел Гордон, Лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института

Ваш мозг снабжен кровеносными сосудами протяженностью 400 миль, которые доставляют питательные вещества, выводят отходы и образуют плотный защитный барьер — гематоэнцефалический барьер, — который контролирует, какие молекулы могут войти или выйти. Однако остается неясным, как эти сосудистые клетки головного мозга изменяются между областями мозга или при болезни Альцгеймера при разрешении отдельных клеток.

Чтобы решить эту проблему, группа ученых из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL), Института обучения и памяти Пикауэра и Института Броуда недавно представила систематический молекулярный атлас сосудистой сети головного мозга человека и ее изменений при болезни Альцгеймера. (AD) в шести областях мозга, в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.

Болезнь Альцгеймера является основной причиной смертности, затрагивает каждого девятого американца старше 65 лет и приводит к изнурительному и разрушительному снижению когнитивных функций. Нарушение функции гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) уже давно связано с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона и рассеянный склероз. Однако молекулярные и клеточные основы нарушения регуляции ГЭБ остаются неясными, особенно при разрешении отдельных клеток во многих областях мозга и у многих доноров.

Углубляясь в сложности нашего серого вещества, исследователи создали молекулярный атлас сосудистой сети головного мозга человека на основе 428 доноров, в том числе 220 с диагнозом болезнь Альцгеймера и 208 человек из контрольной группы. Они охарактеризовали более 22 514 сосудистых клеток из шести различных областей мозга, измеряя экспрессию тысяч генов в каждой клетке. Полученные наборы данных выявили интригующие изменения в экспрессии генов в различных областях мозга и резкие контрасты между людьми, страдающими БА, и людьми без нее.

«Развитие терапии болезни Альцгеймера сталкивается со значительным препятствием — изменения в мозге начинаются за десятилетия до того, как дебютируют когнитивные признаки, и в этот момент может быть уже слишком поздно эффективно вмешиваться», — комментирует главный исследователь MIT CSAIL и профессор MIT EECS Манолис Келлис, старший исследователь исследования. автор. «Наша работа отображает картину сосудистых изменений, одного из самых ранних маркеров болезни Альцгеймера, во многих областях мозга, предоставляя карту для проведения биологических и терапевтических исследований на ранних стадиях прогрессирования заболевания».

Нити сосудистой сети нашего человеческого мозга, а также каждая часть нашего мозга и тела состоят из миллионов клеток, имеющих один и тот же код ДНК, но каждая из которых экспрессирует различное подмножество генов, которые определяют ее функциональные роли и отдельный тип клеток. Используя различные признаки экспрессии генов в различных цереброваскулярных клетках, исследователи выделили 11 типов сосудистых клеток.