Дослідники створили великий транскриптомний атлас дорсолатеральної префронтальної кори — ділянки мозку, важливої для складних когнітивних функцій. Він об’єднав дані 1 494 донорів і після контролю якості містить 6 320 459 клітинних ядер. Такий масив дає змогу порівнювати молекулярні зміни між діагнозами не як усереднений сигнал тканини, а на рівні окремих клітинних груп.
6,32 мільйона ядер розділили на 65 типів клітин
Для роботи застосували секвенування РНК окремих ядер, або snRNA-seq. Метод дає змогу оцінити, які гени були активними в ядрах клітин у посмертних зразках. У результаті сформували таксономію з восьми широких класів, 27 підкласів і 65 функціонально відмінних типів клітин.
Це важливо для досліджень мозку, оскільки один і той самий діагноз може бути пов’язаний із різними змінами в різних клітинних популяціях. Атлас дозволяє зіставляти такі профілі між групами донорів, а не обмежуватися єдиним показником для фрагмента мозкової тканини.
Альцгеймер, Паркінсон і деменції мають частково спільні сигнатури
Когорта включала контрольних донорів і людей із вісьмома нейродегенеративними або нейропсихіатричними розладами, серед яких хвороби Альцгеймера й Паркінсона, судинна деменція, дифузна хвороба з тільцями Леві та шизофренія.
Автори повідомили про спільну транскриптомну вразливість між різними розладами. Після врахування загальних сигнатур вони виявили сильну генетичну й транскриптомну узгодженість між хворобою Альцгеймера, дифузною хворобою з тільцями Леві, судинною деменцією та хворобою Паркінсона. Це не означає, що ці стани мають одну доведену причину: йдеться про частково подібні патерни роботи генів у дослідженій ділянці кори.
Для Альцгеймера помітні імунні та судинні зв’язки
Поглиблене фенотипування хвороби Альцгеймера вказало на можливий зв’язок імунної дисфункції та дисфункції судин мозку з траєкторією захворювання. Це допомагає точніше сформулювати питання для наступних робіт: які клітинні процеси супроводжують розвиток хвороби та які з них повторюються в інших діагнозах.
Водночас цей зв’язок не слід трактувати як встановлений механізм. Дані показують асоціації між станом хвороби та профілями експресії генів, а не доводять, що імунні чи судинні зміни безпосередньо спричиняють Альцгеймера.
Одна зона мозку не описує всю хворобу
Атлас побудовано лише для дорсолатеральної префронтальної кори й на посмертному матеріалі. Тому його висновки не можна автоматично переносити на весь мозок, інші його ділянки або на перебіг хвороб у живої людини.
Робота також не є клінічним тестом для ранньої діагностики та не пропонує безпосереднього нового лікування. Її практична цінність полягає у базі для зіставлення клітинних змін: майбутні дослідження зможуть перевіряти, які сигнатури характерні для одного розладу, а які повторюються одразу в кількох.
Джерела
– Single-cell atlas of transcriptomic vulnerability across brain disorders