科学:自閉症に関連する神経細胞タイプを明らかにする

新しい研究では、カリフォルニア大学サンフランシスコ校(米国、サンフランシスコ、カリフォルニア、米国)などの研究機関の研究者が、自閉症スペクトラム障害(ASD)を持つ人々とASDを持たない人々から10万人以上の死亡を通過しました。後脳細胞の核脳シーケンシングは、この疾患で異常に調節される遺伝子の種類と、そのような異常な調節を受ける細胞の種類を明らかにした。これらの結果は、将来のASD研究の焦点を、最も可能性の高い分子および細胞異常に絞り込むのに役立つ。2019年5月17日に科学雑誌に掲載された研究成果は、「単細胞ゲノム学は自閉症における細胞型特異的分子変化を特定する」と題した。

科学からの画像, 2019, ドイ: 10.1126 / science.aav8130.

「最新の技術を使用し、単一細胞レベルで研究を行い、以前の観察を検証し、拡張します」と、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の自閉症研究者ダニエル・ゲシュウィンドは述べています(新しい研究には関与していません)。これまでの研究は、私たちがこれまでに達成したことがないレベルの解像度に私たちを持って来ました。"

カリフォルニア大学サンフランシスコ校の遺伝学者ステファン・サンダース(新しい研究には関与していない)は、「これは行う必要がある実験です。組織レベルでは、自閉症に関する以前の研究データを広く再現しています。.次に、初めて、どの細胞タイプがこれらの違いを生み出したかを調べました。"

現在、米国の小児におけるASDの発生率は約60人に1人である。この疾患は、コミュニケーションや社会的スキルの障害を特徴とする幅広い状態をカバーしています。ASDの異質性は、その分子病理学研究を困難にします。最初の著者ドミトリー・ヴェルメシェフ、カリフォルニア大学サンフランシスコの神経学者アーノルド・クリーグスタインの研究室の博士研究員は、ASD患者からの死後の脳組織の遺伝子発現研究は、シナプス機能を含む一般的に影響を受ける経路を同定したと言いました。

サンダース氏は、これまでの研究では、ASDにおける神経細胞発現の低下とグリア細胞遺伝子発現の増加の傾向がさらに示唆されている、と指摘した。しかし、「これらの変化が細胞のこの部分の違い(例えば、比較的少数のニューロン)または細胞内で起こる遺伝的異常を表しているかどうかは不明である」と彼は説明した。

ヴェルメシェフは、これは「人々が行うことは、特定の細胞タイプを研究する直接的な方法がないことを意味する多くの遺伝子発現研究である」からであると説明しました。今日、ヴェルメシェフたちは、新たに開発された単核RNAシーケンシング技術を用いて、15人のASD患者の大脳皮質から50,000以上の単一細胞核を試験し、16人が被験者の脳内の50,000以上の核で遺伝子発現を制御した。

個々の核を液滴に自動分離し、RNAのバーコード標識およびシーケンシングを行った後、得られたデータは、それらのバーコードに基づいて個々の細胞に自動的に割り当てられ、それらのキーマーカー遺伝子の発現に基づいて細胞タイプを決定することを可能にする。このように、Velmeshevのチームは、ASD患者と対照被験者の間で有意に異なる遺伝子発現を有する細胞タイプを検出することができた。

その結果、ASD患者のサンプルでは、上皮質のニューロンが最も遺伝子異常を示す傾向があり、シナプス機能と転写に関与する遺伝子が最も影響を受けていることがわかった。脳免疫に役割を果たすミクログリアは、ASD患者にも有意な遺伝的異常を示し、ミクログリア活性化遺伝子および発達転写因子遺伝子が最も影響を受ける。

スタンフォード大学医学部のASD研究者であるデニス・ウォール(この新しい研究には関与していない)は、「これはエキサイティングな進歩であり、非常に合理的で重要な研究のようです.非常に詳細でエレガントな方法でアプローチは、影響を受ける経路を記述します。さらなる研究が期待される分野を強調するのに役立ちます。"

米国のシナイ山にあるアイカーン医学部のジョセフ・バクスバウムは「これは優雅な研究だ」と考えているが、サンプルサイズを心配している。彼ははい、50,000以上の核があるかもしれないと言いましたが、彼らは15人の患者から来ただけです。彼は、これは「これらの著者のせいではない」と言い続けたが、「非常に限られた脳サンプルの基本的な問題であるこの分野における大きな問題」を反映している。

「この論文の全てが真実だと私は完全に信じているが、普遍的ではないかもしれない」

ヴェルメシェフは、「より大きなデータセットで再現することは間違いなく重要です」と同意します。「サンプルからの大量の遺伝子発現データを以前に生成されたデータと比較すると..データセット間にはASD関連の転写変化が多数あり、「クリーグシュタインは言いました、そして発見」は非常に励みになります。" (bioon.com,コンパイルhsppharma.comから)

参照：

ドミトリー・ヴェルメシェフら単細胞ゲノム学は自閉症における細胞型特異的分子変化を特定する.科学, 2019, doi:10.1126/science.aav8130.