滴答滴答的大脑:科学家提供分子见解灵长类动物海马老化

我们的大脑深处一个地区被称为海马。它在学习和记忆中扮演着关键角色,及其与年龄是功能进行性恶化与多种人类神经退行性疾病。但这是什么驱使下老化的道路吗?

海马体是一个复杂的结构高度异质细胞成分,因此很难准确地揭示各种细胞类型的分子调控网络造成的衰老的过程与传统的技术。此外,由于道德限制,很难获得无病人脑组织年轻和老的年龄。所有这些因素限制了我们对衰老机制的理解人类的海马体,更不用说治疗干预措施的发展。

使用大脑组织非人灵长类动物(额定马力),理想的模型来模拟人类海马老化,动物学研究所的科学家,中国科学院和宣武医院首都医科大学共同工作,建立了第一个single-nucleus转录组的灵长类动物海马老化,揭示了其功能随着年龄的增长而恶化的分子机制,并提供了一种宝贵的资源新的诊断生物标记物的鉴定和潜在治疗靶点干预对海马衰老和人类神经退行性疾病相关。这项研究名为“Single-nucleus转录组的灵长类动物海马老化”发表在网上蛋白和细胞在2021年。

在这项研究中,老年人额定马力海马体被发现展示的数组aging-associated赔偿,包括基因组和外遗传性稳定,proteostasis损失,以及增加炎症。探索独特的细胞和分子特征基本与年龄相关的表型,科学家生成高分辨率single-nucleus转录组的海马在额定马力老化。这风景由12个主要海马细胞的基因表达谱类型,包括神经干细胞,瞬态放大祖细胞(TAPC),未成熟神经元兴奋性或抑制性神经元、胶质细胞和小胶质细胞。其中,TAPC和小胶质细胞受老化影响最大,因为他们体现了大多数体内这些注解为高风险的基因差异表达基因和神经退行性疾病。

深度分析的动态的基因表达特征逐步神经发生轨迹揭示了TAPC分裂和破坏神经功能受损,潜在发病初期和后期的失调在成人海马神经发生,分别。这个景观也使研究人员能够推出一个充满敌意的微环境因素在老年人海马神经发生,即高年龄小胶质细胞和少突细胞炎性反应,以及凝血途径的特异表达内皮细胞。这可能加剧在老年人海马神经发生的损失,并可能导致认知功能的进一步下降和神经退行性疾病的发生。

本研究建立,第一次全面single-nucleus转录组图谱的灵长类动物海马老化,它提供了广泛的资源的插图在单个细胞水平与年龄相关的分子特征,包括内部因素和外部微环境的变化导致集体的老海马神经元再生的能力受损。加深我们的理解的与年龄相关的海马结构和功能的变化,并确定最敏感的细胞和分子在海马的衰老过程,从而使潜在诊断生物标记和治疗靶点的识别与海马相关的神经退行性疾病衰老。