(© vegefox.com – stock.adobe.com)
Para ilmuwan membuat atlas seluler untuk pikiran yang matang dalam model tikus
Seattle – Bagaimana jika kita dapat menentukan dengan tepat di mana penuaan dimulai di otak? Para ilmuwan di Allen Institute telah melakukan hal itu, menciptakan atlas seluler terperinci pertama penuaan otak dengan menganalisis jutaan sel individu dan mengidentifikasi daerah-daerah utama di mana perubahan yang berkaitan dengan usia terlebih dahulu muncul.
Otak seperti kota besar dengan ribuan lingkungan yang berbeda, masing -masing dihuni oleh jenis sel unik yang melakukan pekerjaan tertentu. Sampai sekarang, para peneliti belum memiliki “sensus” terperinci yang menunjukkan bagaimana setiap lingkungan berubah seiring bertambahnya usia kota. Studi ini, diterbitkan di Alammemberikan hal itu dengan tepat, memeriksa sel -sel dari tikus dewasa muda (2 bulan) dan tikus berusia (18 bulan). Sementara usia tikus secara berbeda dari manusia, perbandingan ini secara kasar mencerminkan perbedaan antara otak manusia dewasa muda dan orang dewasa yang lebih tua.
Para peneliti menganalisis 16 wilayah otak yang berbeda, mencakup sekitar 35% dari total volume otak tikus. Mereka mengidentifikasi 847 jenis sel yang berbeda dan menemukan bahwa populasi sel tertentu, terutama sel pendukung yang disebut Gliasangat sensitif terhadap penuaan. Mereka menemukan perubahan signifikan di sekitar ventrikel ketiga di hipotalamusyang merupakan pusat kontrol utama otak yang mengatur fungsi -fungsi penting seperti kelaparan, suhu tubuh, tidur, dan produksi hormon.
Allen Institute)
Seiring bertambahnya usia otak, ini menunjukkan peningkatan aktivitas kekebalan tubuh di berbagai jenis sel. Para peneliti mengamati ini, terutama mikrogliayang merupakan sel khusus yang bertindak sebagai pemeliharaan otak dan sistem pertahanan kekebalan tubuh. Mereka juga menemukan ini di makrofag terkait perbatasanjenis lain dari sel kekebalan tubuh. Sel -sel ini menunjukkan tanda -tanda peningkatan aktivitas inflamasi pada tikus tua, menunjukkan bahwa mereka bekerja lebih keras untuk menjaga kesehatan otak.
Tim peneliti menemukan perubahan menarik dalam sel khusus yang disebut Tanycytes Dan sel ependymal Kamar yang dipenuhi cairan di otak, terutama di sekitar ventrikel ketiga.
“Hipotesis kami adalah bahwa jenis sel itu semakin efisien dalam mengintegrasikan sinyal dari lingkungan kita atau dari hal -hal yang kita konsumsi,” kata penulis utama Kelly Jin, Ph.D., dalam sebuah pernyataan. Ketidakefisienan ini mungkin berkontribusi pada efek penuaan yang lebih luas di seluruh tubuh.
Studi ini mengungkapkan perubahan dalam sel yang menghasilkan myelinbahan isolasi penting di sekitar serat saraf. Seperti lapisan pelindung di sekitar kabel listrik, mielin membantu neuron berkomunikasi secara efektif. Para peneliti menemukan bahwa penuaan mempengaruhi sel-sel penghasil isolator ini, yang dapat memengaruhi seberapa baik sirkuit otak berfungsi.
Yang paling menarik, para peneliti mengidentifikasi kelompok neuron spesifik di hipotalamus yang menunjukkan perubahan dramatis seiring bertambahnya usia. Neuron -neuron ini, yang membantu mengendalikan nafsu makan, metabolisme, dan penggunaan energi di seluruh tubuh, menunjukkan tanda -tanda penurunan fungsi dan peningkatan aktivitas kekebalan tubuh. Temuan ini selaras dengan penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa faktor makanan, seperti puasa intermiten atau pembatasan kalori, dapat memengaruhi umur.
“Penuaan adalah faktor risiko terpenting bagi penyakit Alzheimer dan banyak gangguan otak yang menghancurkan lainnya. Hasil ini memberikan peta yang sangat rinci yang sel -sel otaknya paling terpengaruh oleh penuaan, ”kata Dr. Richard J. Hodes, direktur Institut Nasional NIH tentang penuaan.
Sementara penelitian ini dilakukan pada tikus, temuan ini menyediakan peta jalan penting untuk memahami penuaan otak manusia. Identifikasi tipe dan daerah sel yang rentan memberi para ilmuwan target yang jelas untuk pengembangan terapi di masa depan untuk menjaga kesehatan otak sepanjang hidup.
Ringkasan Kertas
Metodologi
Para peneliti menggunakan sekuensing RNA sel tunggal untuk menganalisis pola ekspresi gen sel otak individu. Mereka mengumpulkan jaringan otak dari tikus muda dan berumur, dengan hati -hati membedah daerah spesifik, dan sel -sel individu yang terisolasi. Sel -sel ini kemudian diproses untuk menentukan gen mana yang aktif di setiap sel, menciptakan profil molekul terperinci dari masing -masing jenis sel dan bagaimana itu berubah seiring bertambahnya usia.
Hasil
Studi ini mengidentifikasi 2.449 gen yang menunjukkan perubahan signifikan dengan usia di berbagai jenis sel. Beberapa perubahan umum di berbagai jenis sel, sementara yang lain spesifik untuk populasi sel tertentu. Para peneliti menemukan bahwa daerah otak tertentu, terutama di sekitar ventrikel ketiga, menunjukkan perubahan terkait usia yang lebih dramatis daripada yang lain.
Batasan
Studi ini dilakukan pada tikus, sehingga temuan perlu divalidasi pada manusia. Selain itu, penelitian ini hanya memeriksa dua titik usia dan mencakup sekitar 35% otak, meninggalkan ruang untuk studi di masa depan untuk menjelajahi daerah lain dan usia menengah.
Diskusi dan takeaways
Penelitian ini memberikan pandangan yang paling rinci tentang bagaimana usia sel otak individu, mengidentifikasi populasi sel spesifik yang mungkin menjadi target utama intervensi untuk mempromosikan penuaan otak yang sehat. Temuan menunjukkan bahwa area di sekitar ventrikel ketiga mungkin sangat penting dalam proses penuaan.
Pendanaan dan pengungkapan
Penelitian ini didanai oleh Hibah NIH R01AG066027 dan U19MH114830, khususnya melalui Institut Nasional Penuaan dan Inisiatif Otak. Seorang penulis melaporkan berada di Dewan Penasihat Ilmiah Maplight Therapeutics, Inc. Para peneliti mencatat bahwa konten itu semata -mata tanggung jawab mereka dan tidak selalu mewakili pandangan NIH resmi.
Informasi publikasi
Studi ini diterbitkan di Alam Pada bulan Januari 2025, berjudul “Tanda Tangan Transkriptomik Jenis Sel-Sel-Selebar Otak dari Penuaan Sehat pada Tikus” dengan Kelly Jin sebagai penulis utama dan peneliti dari Allen Institute for Brain Science.
