近日，由杜克—新加坡國立大學(xué)醫(yī)學(xué)院牽頭的科研團隊科學(xué)家們構(gòu)建了一份前所未有的發(fā)育中人類大腦單細(xì)胞圖譜，該圖譜識別了幾乎每種細(xì)胞類型，記錄了它們的遺傳特征，并展示了這些細(xì)胞如何生長和相互作用。它還比較了用于產(chǎn)生高質(zhì)量神經(jīng)元的主要實驗室方法，推動了為帕金森病及其他腦部疾病開發(fā)新療法的進步。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)進展》。
帕金森病是新加坡第二常見的神經(jīng)退行性疾病，大約每1000名50歲及以上人群中就有三人受影響。該疾病損害中腦多巴胺能神經(jīng)元，這些神經(jīng)元負(fù)責(zé)釋放多巴胺以調(diào)節(jié)運動和學(xué)習(xí)。恢復(fù)這些神經(jīng)元最終或可緩解震顫和行動困難等癥狀。
為了闡明多巴胺能神經(jīng)元在實驗室環(huán)境中如何形成，該團隊創(chuàng)建了一種名為BrainSTEM的兩步繪圖法。他們與包括悉尼大學(xué)在內(nèi)的合作伙伴一起，分析了來自胎兒大腦的近68萬個細(xì)胞，以繪制完整的細(xì)胞圖譜。
第二層更高分辨率的圖譜以更高的精度聚焦中腦，并精確定位多巴胺能神經(jīng)元。這張“綜合參考圖譜”現(xiàn)已成為評估中腦模型在多大程度上真實反映人類生物學(xué)的全球標(biāo)準(zhǔn)。
該論文第一作者、杜克—新加坡國立大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士Hilary Toh：“我們這份數(shù)據(jù)驅(qū)動的藍(lán)圖幫助科學(xué)家產(chǎn)生能忠實反映人類生物學(xué)的中腦多巴胺能神經(jīng)元。這種質(zhì)量的移植細(xì)胞對于提高細(xì)胞療法療效和最小化副作用至關(guān)重要，為向帕金森病患者提供替代療法鋪平了道路。”
顯微鏡下的中腦多巴胺能神經(jīng)元。圖片來源：Hilary Toh
這項研究報告稱，幾種用于培養(yǎng)中腦細(xì)胞的方法也產(chǎn)生了源自其他腦區(qū)的不需要的細(xì)胞。這些發(fā)現(xiàn)表明，無論是實驗方案還是數(shù)據(jù)分析流程都需要改進，以檢測和去除這類脫靶細(xì)胞群體。
該論文通訊作者、杜克—新加坡國立大學(xué)計算生物學(xué)中心首席科學(xué)家John Ouyang表示：“通過單細(xì)胞分辨率繪制大腦圖譜，豐富的細(xì)胞細(xì)節(jié)為人工智能驅(qū)動模型提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)，這將改變我們對神經(jīng)退行性疾病患者進行分類和設(shè)計靶向療法的方式。”
該論文共同通訊作者、杜克—新加坡國立大學(xué)助理教授Alfred Sun：“BrainSTEM 標(biāo)志著大腦建模向前邁出了重要一步。通過提供一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?shù)據(jù)驅(qū)動的方法，它將加速開發(fā)可靠的帕金森病細(xì)胞療法。我們正在設(shè)定新標(biāo)準(zhǔn)，以確保下一代帕金森病模型真正反映人類生物學(xué)。”
研究人員將作為開源參考發(fā)布他們的腦圖譜，并將多層繪圖方法作為開箱即用的軟件包提供。由于BrainSTEM可應(yīng)用于分離大腦中的任何細(xì)胞類型，世界各地的實驗室都可以使用它來加深理解、簡化工作流程并加速整個神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adu7944
本文鏈接：一項開創(chuàng)性腦圖譜可能徹底改變帕金森病的治療http://www.sq15.cn/show-11-27775-0.html
聲明：本網(wǎng)站為非營利性網(wǎng)站，本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會到餡餅，請大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。
上一篇： 空氣驅(qū)動的“無腦”機器人問世
下一篇： 可注射天線為醫(yī)療植入物安全供電