رؤى جديدة في التهاب وشيخوخة العقول

معا للقضاء على التشيع

ملخص: تلقي الدراسة ضوءًا جديدًا على الصلة بين التهاب الدماغ والضعف الإدراكي المرتبط بالشيخوخة. تشير النتائج إلى أن الاتصال قد يكون نتيجة تفاعل خلوي متسلسل.

مصدر: هارفارد

نتائج دراسة جديدة أجراها باحثو هارفارد نُشرت للتو في خلية يقدم نظرة ثاقبة للعلاقة بين الالتهاب والضعف الإدراكي الذي نختبره مع تقدمنا ​​في العمر ، ويقترح إمكانية أنه قد يكون نتيجة لنوع من ردود الفعل الخلوية المتسلسلة.

قال Xiaowei Zhuang ، David B. Arnold Jr. أستاذ العلوم في قسم الكيمياء والبيولوجيا الكيميائية ، وأستاذ الفيزياء ، ومحقق معهد هوارد هيوز الطبي (HHMI) ، أحد مؤلفي الورقة.

إنها أيضًا مشكلة صعبة للغاية. أحد الأسباب هو أن الدماغ معقد للغاية. يحتوي على تنوع كبير بشكل استثنائي من الخلايا ، مع العديد من الأنواع المختلفة من الخلايا العصبية والخلايا غير العصبية التي تشكل شبكات تفاعل معقدة. “

لدراسة مثل هذا النظام المعقد ، استخدم الباحثون طريقة التصوير المعروفة باسم MERFISH ، التي طورها مختبر Zhuang ، الذي يتمتع بخبرة واسعة في ابتكار طرق تصوير جديدة وتطبيقها لدراسة الأنظمة البيولوجية.

MERFISH (للتهجين الموضعي للخطأ المضاعف) قادر على قياس ليس فقط آلاف أنواع الحمض النووي الريبي ، أو آلاف الجينات ، في الخلايا ، بل يكشف أيضًا عن العلاقات المكانية بينها.

سمحت MERFISH للباحثين بإنشاء “أطالس للتعبير الجيني” ، بالنظر إلى “علاقات الجوار” بين الخلايا ، كما أوضحت كاثرين دولاك ، أستاذة جامعة صامويل دبليو موريس في قسم البيولوجيا الجزيئية والخلوية ، وباحثة HHMI ، ومؤلف آخر من مؤلفي الورقة.

قال دولاك ، مع MERFISH ، “لا يمكن للمرء أن ينظر فقط إلى التغييرات في التعبير الجيني عبر مختلف الأعمار ، ولكن أيضًا التغييرات في التعبير الجيني ، في أنواع الخلايا المعينة ، المتعلقة بعلاقتها المكانية.”

بتطبيق مقاربة الصورة الكبيرة هذه على أدمغة الفئران ، قام ويليام إي ألن ، زميل صغير في جامعة هارفارد ، وباحثان آخران هما تيموثي آر بلوسر وزوري إيه سوليفان من مختبري زونج ودولاك ، بتحديد كيفية تحديد الخلايا العصبية – أو العصبية – والخلايا العصبية. تغيرت الخلايا غير العصبية أثناء الشيخوخة. على وجه الخصوص ، كشفت الدراسة أن الشيخوخة والالتهابات أثرت على كيفية التعبير عن الجينات بواسطة الخلايا بطرق متشابهة ومتميزة وبطريقة تعتمد على المكان.

قال دولاك: “إن فكرة أن جزءًا من عملية شيخوخة الدماغ مرتبط بالالتهاب قد تم افتراضها بالفعل”. “إن الاستراتيجيات التجريبية التي استخدمناها – MERFISH ، جنبًا إلى جنب مع تسلسل الحمض النووي الريبي أحادية الخلية – مكنتنا من النظر إلى عملية الشيخوخة على وجه التحديد وبدقة عالية.”

لقد وجدنا أن الخلايا غير العصبية ، مثل الخلايا الدبقية والمناعة ، تخضع لتغييرات أكثر وضوحًا في التعبير الجيني وحالات الخلايا أكثر من الخلايا العصبية. قال تشوانغ: “وهذه التغييرات لا تحدث بشكل موحد في الدماغ” ، مشيرًا إلى أن المادة البيضاء تحت القشرية أظهرت تغيرات أكثر وضوحًا من المادة الرمادية ، لا سيما في الخلايا الدبقية قليلة التغصن غير العصبية ، والخلايا النجمية ، والخلايا الدبقية الصغيرة.

قال Zhuang: “نظرًا لأن هذه الخلايا المختلفة تضمن نبضات كهربائية فعالة عبر الدماغ عن طريق إنتاج غمد المايلين حول المحاوير ، فضلاً عن توفير الدعم الأيضي للخلايا العصبية ، وتعديل الوظائف المشبكية ، وتوفير عمليات المراقبة المناعية” ، فإن هذه التغييرات يمكن أن يكون لها تأثير مباشر على وظيفة الدوائر العصبية. “

قال دولاك: “إذا كانت الخلايا قليلة التغصن ليست صحية وبدأت في التخلص من المايلين” ، فيمكن أن يبدأ هذا تفاعلًا متسلسلًا يؤثر على الخلايا العصبية وكذلك الخلايا غير العصبية التي “تزعج بشكل أساسي العديد من الوظائف في الدماغ بأكمله”.

هذا يدل على دماغ وساعة
قال دولاك ، مع MERFISH ، “لا يمكن للمرء أن ينظر فقط إلى التغييرات في التعبير الجيني عبر مختلف الأعمار ، ولكن أيضًا التغييرات في التعبير الجيني ، في أنواع الخلايا المعينة ، المتعلقة بعلاقتها المكانية.” الصورة في المجال العام

قال دولاك ، كان ذلك مذهلاً ، لأن “الشيخوخة ترتبط في النهاية بضعف الإدراك ، الذي يرتبط ارتباطًا مباشرًا بوظيفة الخلايا العصبية. ولكن إذا حدثت العديد من التغييرات في الخلايا غير العصبية ، فربما نكون قد حددنا عملية متعددة الخطوات يؤثر فيها الالتهاب بشكل أساسي على الخلايا غير العصبية ، مما يؤدي بدوره إلى ضعف في وظيفة الخلايا العصبية.

يؤدي انهيار هذه العملية إلى احتمال التأثير عليها ، إن لم يكن إيقافها. قال دولاك: “إذا كانت هناك طرق من خلال نمط الحياة ، على سبيل المثال من خلال النظام الغذائي أو التمارين الرياضية أو العمليات الأخرى ، لتقليل العملية الالتهابية المرتبطة بالشيخوخة فعليًا ، فيمكن أيضًا تقليل شيخوخة الدماغ والإعاقات المرتبطة بها”.

في الوقت الحالي ، توفر هذه النتائج خارطة طريق للبحوث الجارية ، والدراسات التي أصبحت ممكنة بفضل تقنيات مثل MERFISH. قال دولاك إن القدرة على “أخذ عينات شاملة لجميع أنواع الخلايا المختلفة وعدد كبير جدًا من الجينات في الأنسجة السليمة توفر مصدرًا غنيًا للمعلومات التي يمكن أن تسمح لنا بتكوين فرضيات جديدة للدراسات المستقبلية”.

بدأ التعاون بين الباحثين منذ أكثر من عقد.

“منذ عدة سنوات اتصلت بي شياوي لأن مختبرها قد طور للتو تقنية مجهرية فائقة الدقة ، STORM ، وكانت مهتمة جدًا بالنظر في وظائف الدماغ باستخدام هذا ،” تتذكر دولاك.

“قادنا هذا إلى بدء تعاون رائع حيث يمكننا ، لأول مرة ، مراقبة المشابك الدماغية بدقة فائقة.” أدت الورقة المشتركة الأولى ، التي نُشرت قبل 12 عامًا ، إلى سلسلة من المشاريع الجارية التي تتضمن تقنيات جديدة ومهارات الباحثين التكميلية.

تتحدث Zhuang أيضًا عن تعاونها مع Dulac بحماس كبير. قال Zhuang: “في تعاوننا ، واحد زائد واحد أكبر بكثير من اثنين”.

“بينما بدأ العديد من تعاوننا من خلال المحادثات بيني وكاثرين ، في هذه الدراسة عن شيخوخة دماغ الفأر ، بدأ التعاون من قبل ويل ألين ، زميل مبتدئ من الدرجة الأولى مهتم بالبحث في كل من مختبرينا.”

أنظر أيضا

هذا يدل على الخطوط العريضة للرأس

حول هذا الالتهاب وأخبار أبحاث شيخوخة الدماغ

مؤلف: كليا سيمون
مصدر: هارفارد
اتصال: كليا سيمون – هارفارد
صورة: الصورة في المجال العام

البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“التوقيعات الجزيئية والمكانية لشيخوخة دماغ الفأر بدقة خلية واحدة” بقلم William E. Allen et al. خلية


الملخص

التوقيعات الجزيئية والمكانية لشيخوخة دماغ الفأر بدقة خلية واحدة

يسلط الضوء

  • يتم تعيين العمارة الجزيئية والخلوية للقشرة الأمامية والمخطط
  • تؤدي الشيخوخة إلى تغيرات في حالة الخلية تعتمد على المكان في الخلايا غير العصبية
  • المادة البيضاء هي نقطة ساخنة لتنشيط الخلايا الدبقية والمناعة المرتبطة بالشيخوخة
  • يُظهر التهاب الدماغ الناجم عن الشيخوخة و LPS أوجه تشابه واختلاف

ملخص

أعاق التنوع والتنظيم المعقد للخلايا في الدماغ التوصيف المنهجي للتغيرات المرتبطة بالعمر في بنيته الخلوية والجزيئية ، مما حد من قدرتنا على فهم الآليات الكامنة وراء تدهور وظيفته أثناء الشيخوخة.

هنا ، قمنا بإنشاء أطلس خلية عالي الدقة لشيخوخة الدماغ داخل القشرة الأمامية والمخطط باستخدام نسخ الخلية المفردة التي تم حلها مكانيًا والتغييرات الكمية في التعبير الجيني والتنظيم المكاني لأنواع الخلايا الرئيسية في هذه المناطق على مدى عمر الماوس.

لاحظنا تغييرات أكثر وضوحًا في حالة الخلية ، والتعبير الجيني ، والتنظيم المكاني للخلايا غير العصبية على الخلايا العصبية.

كشفت بياناتنا عن التوقيعات الجزيئية والمكانية لتنشيط الخلايا الدبقية والمناعة أثناء الشيخوخة ، وخاصة المخصب في المادة البيضاء تحت القشرية ، وحددت كل من أوجه التشابه والاختلافات الملحوظة في أنماط تنشيط الخلايا الناجمة عن الشيخوخة والتحدي الالتهابي الجهازي.

توفر هذه النتائج رؤى مهمة حول التدهور المرتبط بالعمر والتهاب الدماغ.

معا للقضاء على التشيع

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق