背景紹介: 大規模ニューロン記録データは通常、ニューロン同時活性化パターンで記述することができます。しかし、ニューロン活動の変動を固定された低次元部分空間に制限するという観点では、固定されたニューロンシーケンスや緩やかに進化する潜在空間などのより高次元の構造が見落とされる可能性があります。本研究では、ニューロンデータにおけるタスク関連の可変性も、試行やタイミングの上で共変動し、異なる「共変性クラス」(covariability classes)を定義することができ、これらのクラスが同一データセットに同時に存在する可能性があると考えています。 研究動機: 従来の次元削減手法(主成分分析(PCA)など)は通常、単一の共変性クラスしかキャプチャできません。混在する複数の共変性クラスを区別するために...
アルツハイマー病(AD)は、年齢に関連する慢性の神経変性疾患で、その病理メカニズムには多くの要因が関与しており、脳の炎症も含まれています。小膠細胞、特にADのリスク遺伝子TREM2を発現しているものは、ADの発症に重要な役割を果たすと考えられていますが、その正確な貢献はまだ完全には明らかになっていません。最近の研究では、アミロイドβ蓄積に関連した老化と疾病のマウスモデルにおいて、高レベルのTREM2を発現する「老化した」小膠細胞のグループが存在し、これらの細胞のタンパク質発現プロファイルは、以前に発見された TREM2 依存性の「疾病関連」小膠細胞 (DAM) とは明らかに異なることが分かりました。研究者たちは、これらのTREM2を発現する「老化した」小膠細胞を除去することで、ADマウスモデ...
これは、皮質形成異常(FCD)II型に関する研究報告です。著者らは、FCDIIにおける細胞老化の存在を探り、これらの老化細胞を標的とすることで発作を軽減できるかどうかを試みました。 背景紹介: FCD IIは、小児期の発作と発達遅滞の一般的な原因となる皮質形成異常疾患です。PI3K-AKT-mTOR経路遺伝子(AKT3、DEPDC5、mTOR、PIK3CAなど)の体細胞モザイク変異が原因で、一部の神経細胞でmTOR経路が過剰に活性化され、異常な大型神経細胞(dysmorphic neurons, DNs)と気球細胞(balloon cells, BCs)が正常皮質組織に散在します。FCD IIは通常、抗てんかん薬に反応せず、てんかん焦点の外科的切除が必要です。DNsとBCsの分子メカニズムと...
化学暴露が神経変性疾患のリスクに及ぼす影響の評価 はじめに 近年、溶剤から農薬に至るまで、多くの環境化学物質が神経変性疾患の発症と進行に関係していると考えられています。しかしながら、これまでアルツハイマー病、パーキンソン病、その他の神経変性疾患に関連する数十の遺伝子を発見してきた全ゲノム関連研究のような体系的な方法は不足していました。幸いなことに、現在では数百から数千の化学的特性を暴露範囲で研究することができます。この新しい手法は、質量分析技術の進歩を利用して、ゲノムデータを補完する暴露データを生成し、神経変性疾患のより良い理解を可能にします。 寿命の延びに伴い、年齢に関連する神経変性疾患は、障害と死亡の主な原因となっています。最も一般的な2つの神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)とパ...
次の報告は、学術論文のための中国語の報告ですが、これを日本語に翻訳しました。マークダウンの書式マーカーは変更せずにそのままにし、テキストコンテンツのみを翻訳しました。 シングルセル解析技術が発生および成体のマウスとヒトの脳における特異的スプライシングパターンを明らかにした 神経系では、メッセンジャーRNA(mRNA)のスプライシング形態が細胞アイデンティティの確立と細胞機能の調節において重要な役割を果たしている。しかし、今までのところ、脳領域のmRNAスプライシング形態を包括的に描いたアトラスがなかった。最近、ニューヨークの研究チームが、改良型シングルセル長読み解析法(scIsoR-seq2)を用いて、マウスとヒトの脳におけるmRNAの全長スプライシング形態を系統的に研究し、異なる脳領域、発...
健康な神経発達と自閉症スペクトラム障害および統合失調症の画像、転写体、遺伝学的関連:大脳皮質における遺伝子発現パターンの研究 背景: 人間の複雑な脳の解剖学的・機能的構造はどのように20,000以上の遺伝子の発現から発達するのか?この過程は神経発達障害ではどのように進むのか?過去10年間、全脳全ゲノムの転写体プロファイル(アレン脳科学研究所のヒト脳アトラスなど)により、健常な脳の構造は多数の遺伝子の協調的発現による”転写プログラム”に依存している可能性が示唆されている。第1主成分は重要な神経発達の転写プログラムを反映している可能性があるが、高次主成分の生物学的意義はまだ明らかになっていない。 著者と掲載情報: 本研究は、リチャード・ディール、コンラッド・ウォグスター、ジェイコブ・サイドリッツ...
この研究では、ヒト誘導多能性幹細胞(iPSC)由来の神経細胞を用いて、リソソーム関連小胞がアクソン内のmRNA輸送と、ミトコンドリアの恒常性維持において重要な役割を果たすことを明らかにしました。研究者はBORC サブユニット(borcs5またはborcs7)をノックアウトすることで、リソソーム関連小胞のアクソン内への流入を阻害し、これにより主にリボソームやミトコンドリア/酸化的リン酸化タンパク質をコードする多数のmRNAがアクソン内で大量に減少することを発見しました。 RNAシーケンシングの結果、野生型神経細胞のアクソンではリボソームやミトコンドリア/酸化的リン酸化タンパク質をコードする遺伝子のmRNAが主に濃縮していることが分かりました。一方、BORCをノックアウトすると、これらのmRNA...
この研究は、マウス胚発生過程におけるMeis2転写因子のGABA作動性ニューロン発生・分化への関与メカニズムを探求しました。研究者らはCRISPR/Cas9ノックダウン、単一細胞RNA測定(scRNA-seq)、系統追跡などの技術を総合的に適用し、Meis2が胚基底核の投射ニューロン前駆細胞で高発現し、これらの前駆細胞が外側基底核由来のGABA作動性投射ニューロンに分化するのを促進することを発見しました。 Meis2はDlx5ファミリー転写因子と協調的に作用し、特定のシス制御エレメント(cis-regulatory elements、cREs)に結合して、投射ニューロン分化に関連する遺伝子エンハンサー領域を活性化し、投射ニューロン運命を誘導します。一方、内側基底核領域ではLhx6転写因子の発...
この論文は2024年5月の『ネイチャー・ニューロサイエンス』誌に掲載され、ミネソタ大学などの機関から執筆者が参加しています。この研究は、脳機能ネットワークの個人差に対処する「精密機能ネットワークマップ」(MIDIプレシジョンブレインマップ)というオープンソースリソースを構築しました。 背景: 脳機能ネットワークには全体的な共通性がありますが、空間的トポロジー構造には個人差が大きくあります。従来の群平均ネットワークマップはこの個人差を無視しており、大規模研究の統計力や臨床神経制御療法の精度が低下する可能性があります。したがって、個人のネットワークトポロジーを詳細に記述する脳マップリソースが必要とされています。 データソース: 著者らは、米国の青少年脳認知発達研究(ABCD)のレストステートfM...
この論文は、3光子顕微鏡技術を用いてマウス大脑皮質と白質におけるオリゴデンドロサイト動態を研究した独創的な研究を報告しています。 前書き: オリゴデンドロサイトは中枢神経系において髄鞘を生成する細胞で、神経伝達、認知機能、損傷後の修復に不可欠です。従来の研究では、脳の異なる領域でオリゴデンドロサイトの産生と分化に違いがあることが示されていましたが、深部構造を生体内で長期観察できなかったため、この領域特異的制御機構はよくわかっていませんでした。本研究では、3光子顕微鏡の深部撮影の利点を活用し、マウス大脑皮質柱と白質におけるオリゴデンドロサイトの長期体内イメージングを実現しました。 論文出典: 著者: Michael A. Thortonら 所属: コロラド大学アンシュッツ医学センター細胞・発生...