《Nature Neuroscience》单细胞质谱流式揭示体感系统的发育

【字体: 时间:2022年11月24日 来源:Nature Neuroscience

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  人类感知触觉信息,包括压力、疼痛、瘙痒、温度、振动和运动,这要归功于位于大脑和脊髓中的复杂神经元网络。

  

Using single-cell mass cytometry to explore the somatosensory system’s development                
新生儿背根神经节负责检测触摸的神经元染色。

人类感知触觉信息,包括压力、疼痛、瘙痒、温度、振动和运动,这要归功于位于大脑和脊髓中的复杂神经元网络。这个被称为体感系统的网络,现在已知是由位于背根神经节(DRG)和脊髓的几个不同的成熟神经元群组成的。

虽然过去对小鼠的研究已经确定了特定类型的感觉神经元群体及其可能的功能,但这些神经元的发展过程和随着时间的推移承担不同的功能仍然知之甚少。更好地理解这些过程最终将有助于收集关于一些发育性感觉障碍的神经基础的有价值的洞见,如先天性疼痛不敏感伴有无汗症(一种以感觉不到疼痛和温度为特征的疾病)和自闭症谱系障碍(ASD)。

位于夏洛茨维尔的艺术与科学学院和弗吉尼亚大学的研究人员最近进行了一项研究,利用一种被称为单细胞巨细胞术的技术,探索身体感觉系统发展过程中发生的变化。他们的发现发表在《Nature Neuroscience》杂志上,对DRG(脊神经的背根)中的体感神经元的成熟和分化有了新的认识。

“我们最近的研究建立在几十年来与体感神经系统发展相关的工作基础上,”开展这项研究的研究人员之一Christopher Deppmann说。“我们想要证明,通常需要几年才能完成的分析,现在可以在几周或几个月的时间内完成。”

Deppmann和他的同事们对发育中的雌雄小鼠的DRG进行了分析,每天收集它们出生前到出生第四天的样本。他们使用单细胞质谱流式分析样本,这是一种评估单个细胞独特特征的强大技术。这项技术让他们测量了近300万个细胞,并分析了它们的特征。

Using single-cell mass cytometry to explore the somatosensory system’s development                
负责检测疼痛的感觉神经元之间的分子关系。

Deppmann解释说:“我们优化了质谱细胞术,这是一种相对较新的技术,可以测量数百万神经细胞中的蛋白质,对主要和罕见的细胞类型提供前所未有的分子和时间分辨率。我们的研究结果首次证明了神经元中大规模细胞术的概念,这应该为神经系统的其他区域的蛋白质组学分析打开了大门。”

通过他们的分析,Deppmann和他的同事们能够描述30种分子上不同的体感神经胶质状态和41种神经元状态,跨越了他们收集样本的不同发育阶段。然后,他们还发现了一些神经营养因子受体(即神经营养因子结合生长因子受体),它们可能在体感细胞的分化中起关键作用(即,决定它们在成熟后的功能)。

有趣的是,研究人员发现,他们的发现在一定程度上不同于以往使用RNA分析方法进行的研究。这强调了收集蛋白质水平测量的重要性,以更好地了解功能细胞状态和神经元随时间的发展。

Deppmann和他的同事收集的结果为DRG中体感细胞的成熟及其独特的发育阶段提供了新的有价值的见解。在未来,他们的工作可以促进单细胞质谱流式分析术在分析体感组织方面的更多应用。

“我们现在计划使用我们论文中展示的相同方法来解决与感觉神经元发育相关的基本问题(例如,男性/女性的差异,炎症信号的影响),并开始研究其他发育图谱(如大脑),”Deppmann补充道。


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