亨廷顿氏舞蹈症如何影响不同的神经元

亨廷顿氏舞蹈症患者,神经元在大脑的一部分被称为纹状体是最严重的。这些神经元的变性导致病人的运动控制,这是疾病的主要特征之一。

麻省理工学院的神经科学家已经表明两个截然不同的细胞群在亨廷顿氏舞蹈症的纹状体的影响不同。他们认为这些人群的神经退化导致运动能力损伤,而损害其他人口,位于结构称为striosomes,可能占的情绪障碍经常看到在疾病的早期阶段。

“多达10几年的汽车诊断、亨廷顿氏舞蹈症患者会出现情绪障碍,以及一种可能性是,striosomes可能参与这些,”安布耶尔说,麻省理工学院教授,麻省理工学院麦戈文脑研究所的一员,和该研究的资深作者之一。

使用单细胞RNA序列分析基因表达的小鼠模型的亨廷顿氏舞蹈症和后期大脑亨廷顿氏舞蹈症患者样本,研究人员发现,striosomes和另一个细胞结构,矩阵,开始失去特色随着疾病的进展。纹状体的研究人员希望他们的映射,以及它是如何影响杭丁顿氏症可以导致新的治疗目标大脑中的特定细胞。

这种分析或许能解释其他大脑疾病,影响到纹状体,如帕金森病和自闭症谱系障碍,研究人员说。

副教授Myriam海曼,麻省理工学院大脑与认知科学系的,Picower研究所学习和记忆的一员,和Manolis >,麻省理工学院的计算机科学教授计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和麻省理工和哈佛大学的一员,也是这项研究的高级作者。Ayano Matsushima,麦戈文研究所研究员,塞尔吉奥·塞巴斯蒂安·皮一个麻省理工学院的研究生,论文的主要作者,发表在自然通讯。

神经元的脆弱性

亨廷顿氏舞蹈症导致退化的大脑结构基底神经节,负责控制运动和在其他行为也起到一定的作用,以及情绪。多年来,布耶尔一直在研究纹状体,基底神经节的一部分,参与决策,需要评估一个特定的行动的结果。

许多年前,布耶尔发现,纹状体分为striosomes、神经元集群,矩阵,围绕着striosomes。她还表明striosomes决策是必要的,需要引起焦虑的成本效益分析。

在2007年的一项研究中,理查德Faull奥克兰大学的发现从亨廷顿氏舞蹈症患者死亡的脑组织,striosomes显示大量的变性。Faull还发现,虽然这些病人还活着,他们中的许多人有迹象表明抑郁等情绪障碍在他们运动症状的发展。

进一步探讨纹状体之间的连接和亨廷顿氏舞蹈症的情绪和运动效果,布耶尔联手因数和海曼研究striosomal和基质细胞的基因表达模式。要做到这一点,研究人员利用RNA单细胞测序分析人脑样本和脑组织从两个亨廷顿氏舞蹈症的小鼠模型。

在纹状体神经元可分为D1或D2神经元。D1神经元参与“走”的通路,启动一个动作,和D2神经元的“不方便”途径,抑制一个行动。D1和D2神经元都可以发现在要么striosomes和矩阵。

RNA表达的分析每一种类型的细胞显示striosomal神经元受到更大的冲击比矩阵亨廷顿的神经元。此外,在striosomes D2神经元比D1更脆弱。

研究人员还发现,这四个主要类型的细胞开始失去识别分子身份和变得更加难以区分从一个另一个在亨廷顿氏舞蹈症。“总的来说,striosomes和矩阵之间的区别变得非常模糊,”布耶尔说。

Striosomal障碍

研究结果表明,损伤striosomes,已知参与调节情绪,可能会负责情绪障碍罢工杭丁顿氏症患者在疾病的早期阶段。后来,退化矩阵的神经元可能导致运动机能的下降,研究人员说。

在未来的工作中,研究人员希望能探讨变性或striosomes基因表达异常可能导致其他脑部疾病。

此前有研究表明,过度活跃的striosomes会导致重复性行为的发展,如自闭症、强迫症和妥瑞氏综合征。在这项研究中,至少有一个研究人员发现基因的过表达的striosomes亨廷顿的大脑也与自闭症有关。

此外,许多striosome神经元的大脑部分项目是最受帕金森病(黑质,生产的大部分大脑的多巴胺)。

“有许多,许多障碍,可能涉及到纹状体,现在,部分是通过转录组,我们正在努力了解这一切可以组合在一起,”布耶尔说。

这个故事是由麻省理工学院新闻(再版web.mit.edu/newsoffice/),一个受欢迎的网站,包括麻省理工学院新闻研究、创新和教学。