Разработването на Клетъчен атлас с висока резолюция на лумбалния гръбначен мозък Това се превърна в един от най-забележителните скорошни постижения в невронауката в Испания. Екип от Национална болница за параплегици в ТоледоЦентърът, който зависи от здравната служба на Кастилия-Ла Манча (SESCAM), е успял да изготви изключително подробна молекулярна карта на този ключов регион за... контрол на движението и чувствителността.
Тази работа включва наличието на един вид „Генетична карта тип Google Maps“ на лумбалния гръбначен мозък при възрастни мишки, показвайки кои гени се активират във всяка клетка и как тъканта е организирана при нормални условия. Атласът, който е видно представен в корицата на научното списание BioTechПредставен е като референтен инструмент за сравняване на състоянието на здрава тъкан с това на гръбначен мозък, увреден или засегнат от... невродегенеративно заболяване.
Водещ проект от Националната болница за параплегия
Работата е разработена от Група за молекулярна невропротекция на Националната болница за параплегия, която от своя страна е интегрирана в Институт за изследване на здравето на Кастилия-Ла Манча (IDISCAM). Под ръководството на Пабло Руис-АмескуаЕкипът е извършил масивен анализ на генната експресия в едноклетъчен мащаб в лумбалния сегмент на гръбначния мозък на възрастни мишки.
За да се изгради този атлас, бяха проучени следните материали: повече от 86 000 клетъчни ядра, извлечен от 16 проби от пет предишни проучванияИзползвайки усъвършенствани техники за секвениране на РНК и биоинформатични инструменти, беше възможно да се събере, обработи и организира количество информация, което досега беше неуправляемо в тази област на централната нервна система.
Транскриптомният атлас функционира като молекулярен справочник с висока резолюцияТова позволява визуализация на това кои гени се активират във всеки клетъчен тип и как тази активация се променя в зависимост от биологичния контекст или състоянието на тъканта. По думите на главния изследовател, това е... Подробно ръководство за сравняване на здрава тъкан и увредена тъканТова отваря вратата към много по-подробни изследвания върху пластичността, нараняванията и регенерацията.
Въздействието на проекта се простира отвъд местния район. Появявайки се в Биотехнологична корицаТворбата се позиционира като референция за международната невронаучна общностособено в групите, фокусирани върху травми на гръбначния мозък, епидурална стимулация или невродегенеративни патологии.
Какво разкрива атласът на клетките на лумбалния гръбначен мозък
Едно от техническите постижения на изследването е идентифицирането на всички основни клетъчни семейства присъстващи в лумбалния гръбначен мозък. От данните от РНК секвенирането екипът успя точно да класифицира клетките като неврони, астроцити, олигодендроцити и микроглия, сред други глиални и поддържащи видове.
Освен това, анализът не спира до тази обща класификация: изследователите описват 17 различни невронни подтипаниво на детайлност, което не е било постигнато досега в този регион. Тази фина клетъчна резолюция е ключова за разбирането как веригите, които контролират както двигателна функция като чувствителност в тялото.
Атласът не само показва кой е там, но и какво прави всеки тип клетка от молекулярна гледна точка, което може да помогне при проектирането на стратегии за облекчаване на седалищната болка и други дискомфорти, свързани с гръбначния мозък.
Наличието на такава прецизна снимка на здрава тъкан е от съществено значение за откриване на отклонения, когато... увреждане на гръбначния мозъккато а камшичен ударили когато се развият trastornos neurodegenerativosОтсега нататък много хипотези за това как гръбначният мозък се променя след нараняване могат да бъдат тествани със солидна база данни за сравнение.
Ключовата роля на „тихите гени“
Един от най-иновативните аспекти на клетъчния атлас с висока резолюция е вниманието, обърнато на т.нар. „тихи гени“, т.е. некодиращи РНК (нкРНК)Традиционно фокусът е бил почти изключително върху гените, кодиращи протеини, но тази работа показва, че некодиращата фракция на транскриптома съдържа важна информация.
Въпреки че ncRNA представляват около 10% от информацията, записана на клетка, неговият модел на изражение се оказа високоспецифичен за определени типове клеткиТова ги прави много фини маркери за разграничаване на клетъчни популации, които на пръв поглед или дори чрез анализ само на кодиращи гени, биха могли да изглеждат сходни.
Чрез систематично включване на тези некодиращи РНК – включително lncRNA и псевдогени— екипът на Националната болница за параплегия е успял да открие сигнали за клетъчна идентичност това би останало незабелязано, ако тази част от транскриптома бъде игнорирана. По думите на Руис-Амескуа, интегрирането на некодиращата фракция ни е позволило да видим нюанси, които иначе биха били загубени.
Този подход подсилва идеята, че така наречените „тихи гени“ имат много по-голямо въздействие, отколкото се смяташе досега. дефиниция на клетъчната идентичност и функцияНа практика това означава наличието на нови маркери за внимателно наблюдение на еволюцията на определени клетки в модели на увреждане на гръбначния мозък или невродегенерация.
Отворен ресурс за научната общност
Освен стойността си като концептуален напредък, клетъчният атлас на лумбалния гръбначен мозък е замислен като отворен ресурсГрупата за молекулярна невропротекция реши да го предостави на международната общност. всички генерирани данни и използван компютърен код в анализа, допълвайки практически материали, като например упражнения за петия лумбален прешлен.
Това отваряне позволява на лаборатории в Испания, Европа и останалата част от света да използвайте повторно данните за разнообразни проекти: от проучването на пластичност след травма на гръбначния мозък до оптимизацията на стратегии за епидурална стимулация насочени към възстановяване на двигателната функция, включително изследвания върху невродегенеративни заболявания които засягат гръбначния мозък и прилагането на упражнения за гръб за възрастни хора.
Наличието на възпроизводими скриптове и добре анотирана база данни улеснява други групи да валидирайте резултати, тествайте хипотези или интегрирайте този атлас с други молекулярни карти на мозъка и периферната нервна система. На практика това ускорява темпото на изследванията и намалява дублирането на усилията.
Руис-Амескуа и неговият екип подчертават, че намерението им е този атлас да функционира като обща отправна точка от които да се насърчават нови направления на изследване. За много изследователи наличието на такава подробна справка за здрави тъкани е от решаващо значение, когато става въпрос за проектиране експериментални модели на регенерация или да опитате комбинирани терапии.
Развитието на това Клетъчен атлас с висока резолюция на лумбалния гръбначен мозък Това консолидира Националната болница за параплегични заболявания и IDISCAM като лидери в транслационните невронаучни изследвания в Испания. С такава подробна клетъчна и молекулярна карта, научната общност вече разполага с надежден инструмент, за да разбере по-добре как е организиран този ключов регион, как реагира на нараняване и кои пътища биха могли да бъдат активирани за насърчаване на възстановяването, както и да насочва клинични практики като... ходене с дискова хернияполагане на основите за бъдещ напредък в лечението на увреждания на гръбначния мозък и различни патологии на централната нервна система.
