神经科学家开发出“元细胞”来推进与阿尔茨海默氏症的斗争

　　

               

加州大学欧文分校(University of California, Irvine)的神经科学家们正在研究阿尔茨海默病背后的基因变化，他们已经开发出一种制造“元细胞”的方法，这种方法克服了研究单个细胞的挑战。他们的技术已经揭示了重要的新信息，并可用于研究全身其他疾病。由UCI记忆障碍和神经障碍研究所的研究人员创造的元细胞的详细信息发表在在线杂志《Cell Reports Methods》上。

被称为转录组学的技术研究生物体内的RNA，使科学家能够了解每个细胞的功能。然而，关于特定基因如何在单个细胞中起作用的问题，即所谓的单细胞基因组学，尚未得到广泛研究。因此，仍然很难确定哪些基因与疾病有关或执行正常功能。

第一作者Samuel Morabito是UCI数学、计算和系统生物学项目的研究生研究员，他说:“挑战在于单个细胞不包含太多的RNA。这种稀疏性使得研究变得困难。即使基因存在，技术也可能会遗漏它。”

然而，单细胞基因组学是寻找疾病预防和治疗的有力工具。

UCI神经生物学和行为学助理教授Vivek Swarup说:“如果我们知道基因过程会使细胞降解，我们就有可能进行干预。我们可以设计出治疗方法，针对数百个基因来阻止疾病的发展。”

研究小组现在想出了一种方法来消除这个障碍。“在研究单个细胞时，我们寻找在转录组学方面最相似的其他细胞，”Swarup说。“通过平均提取50个这样的细胞，我们开发了一种元细胞，它代表了单个细胞，但没有稀缺的问题。”

这种新方法被命名为hdWGCNA，它改进了一种被广泛使用的RNA批量测序方法，但这种方法不能处理单细胞基因组。研究人员利用他们实验室自己的数据和来自其他两项已发表研究的信息来设计这个过程。他们检查了小胶质细胞，这是大脑的主要免疫细胞，它携带了大多数常见的阿尔茨海默氏症的遗传风险因素。他们的发现揭示了重要的见解和进一步调查的关键领域。

Swarup说:“我们发现区分正常工作的好小胶质细胞和损害神经元的坏小胶质细胞并不容易。正常的大脑有良好的小胶质细胞，但阿尔茨海默氏症患者的小胶质细胞中有很大一部分被改变为反应性小胶质细胞。此外，阿尔茨海默氏症特有的不良类型有不同的类型，我们发现了以前不知道的小胶质细胞状态。”该团队计划下一步研究基因如何调节小胶质细胞，以及基因活性是否可以通过治疗来调节或停止。

虽然研究人员专注于神经系统疾病，但hdWGCNA是一种通用的计算方法，可以识别与特定疾病相关的基因表达模式和基因模块，而不考虑涉及的器官或组织。