對 160 萬個腦細胞的突破性研究揭開

研究人員分析了超過 160 萬個老年人的腦細胞,揭示了阿茲海默症早期階段的細胞變化,並確定了維持認知功能的干預點。這項研究融合了分子技術和機器學習,區分了阿茲海默症的進展和正常的大腦衰老,為潛在的新療法提供了見解。圖片來源

項針對 160 萬個腦細胞的研究揭

示了早期細胞變化和乾預機會,利用 越南 電話號碼庫 先進技術區分疾病進展與正常老化。

對超過 160 萬個老年人腦細胞的分析發現了阿茲海默症早期發生的細胞變化。這些發現可能會揭示預防老年人癡呆症最常見原因的新策略。

研究還發現了第二個細胞群落,它可以驅動老年大腦走上一條不會導致阿茲海默症的不同道路。

「我們的研究強調,阿茲海默症是一種由多種細胞及其相互作用引起的疾病,而不僅僅是單一類型的功能障礙細胞,」哥倫比亞大學神經學家Philip De Jager 說道,他與神經科學助理教授 Vilas Menon 一起領導了這項研究

“我們可能需要修改細胞群落以保持認知功能,我們的研究揭示了導致阿茲海默症的一系列事件中的一些點,我們可以在這些點上進行幹預。”

處理 160 萬個腦細胞的數據

電話號碼庫

這項研究是一個技術奇蹟,巧妙地結 了解軟體開發中的價值假設 合了新的分子技術、機器學習技術和大量老年人捐贈的大腦。

儘管先前對阿茲海默症患者大腦樣本的研究已經深入了解了與該疾病有關的分子,但他們並沒有透露很多細節,即這些基因在導致阿茲海默症的一長串事件中發揮作用,以及哪些細胞參與了阿茲海默症的每一步。

「過去的研究對大腦樣本進行了整體分析,但它們失去了所有細胞細節,」德雅格說。 「我們現在擁有在單一細胞層級以更高解析度觀察大腦的工具。當我們將其與大腦捐贈者死前認知狀態的詳細信息結合起來時,我們可以從疾病的最早階段重建大腦衰老的軌跡。

新的分析需要 400 多個大腦,這些大腦由芝加哥拉什大學的宗教秩序研究和記憶與老化計畫提供。

在每個大腦中,研究人員從受阿茲海默症和老化影響的大腦區域收集了數千個細胞。然後,每個細胞都經過一個過程——單細胞RNA測序——讀出細胞的活動及其哪些基因是活躍的。

隨後,Menon 和 Habib 開發的演算法和機器學習技術對所有 160 萬個細胞的數據進行了分析,以識別樣本中存在的細胞類型及其與其他細胞的相互作用。

「這些方法使我們能夠對導致大腦功能改變和認知障礙的分子事件的潛在序列獲得新的見解,」梅農說。 “這要歸功於大量的大腦捐贈者和細胞,該團隊有幸從中生成了數據。”

老化與阿茲海默症

由於這些大腦來自處於疾病過程不同 加拿大數據 階段的人,因此研究人員能夠解決阿茲海默症研究中的一個重大挑戰:識別與阿茲海默症相關的細胞的變化順序,並將這些變化與正常大腦老化相關的變化區分開來。

「我們認為,兩種不同類型的小膠質細胞——大腦的免疫細胞——開始了澱粉樣蛋白和 tau 蛋白的積累過程,而這些過程定義了阿茲海默症,」De Jager 說。

然後,在病理積累之後,稱為星形膠質細胞的不同細胞在改變大腦中的電連接性從而導致認知障礙方面發揮關鍵作用。這些細胞相互通訊並引入額外的細胞類型,對人類大腦的功能產生深刻的破壞。

「這些令人興奮的新見解可以指導阿茲海默症和大腦老化的創新治療開發,」德雅格說。

「透過了解單一細胞如何在疾病的不同階段發揮作用,我們將知道減少每個個體致病細胞群落活性的最佳方法,使腦細胞恢復到健康狀態,」德雅格說。

返回頂端