多巴胺神經(jīng)元位于中腦，但它們的卷須狀軸突可以分支到更高的皮質區(qū)域，影響我們的運動和感覺。新的基因證據(jù)表明，這些特化細胞也可能有深遠的影響，從帕金森病到精神分裂癥。布里格姆婦女醫(yī)院和哈佛醫(yī)學院的研究人員利用一種叫做激光捕獲RNA seq的新技術，包括激光切割人腦中的多巴胺神經(jīng)元，已經(jīng)在這些腦細胞中編目了7萬多種新的活性元素。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在本周的《自然神經(jīng)科學》上。
醫(yī)學博士克萊門斯舍爾澤(Clemens Scherzer)說：“我們發(fā)現(xiàn)，人類基因組中高達64%的人——其中絕大多數(shù)是‘暗物質’，其DNA無法編碼蛋白質——在人腦的多巴胺神經(jīng)元中表達。神經(jīng)學家和基因組學科學家，負責指導APDA高級帕金森病研究中心和領導BWH的精確神經(jīng)病學項目?！斑@些是人腦中的關鍵和特化細胞。它們在帕金森病中起作用緩慢，但在精神分裂癥中可能過于活躍?！?
Scherzer的團隊開發(fā)了激光捕獲RNAseq，可以精確分析大腦中的多巴胺神經(jīng)元，并對人類腦細胞進行超深度RNA測序。該團隊從86個死后大腦中提取了超過40，000個多巴胺神經(jīng)元。雖然其他研究小組專注于產(chǎn)生蛋白質的信使RNA，但Scherzer和他的同事希望對細胞的總RNA含量進行分類，這需要進一步的研究。
他們總共發(fā)現(xiàn)了71，022個轉錄的非編碼元件(所謂的TNEs)。其中許多TNEs(發(fā)音為“teenies”)是活性增強子——充當調節(jié)“開關”的部位，為大腦中數(shù)十億個神經(jīng)元開啟特殊功能。該團隊發(fā)掘的許多tne都是新奇的，以前從未在大腦中描述過。舍爾澤和同事與英國的合作者合作，在包括斑馬魚在內的臨床前模型中測試了幾種腫瘤壞死因子，發(fā)現(xiàn)了許多腫瘤壞死因子在大腦發(fā)育中活躍的證據(jù)。
諧謔和第一作者董先軍博士，同時也是BWH安羅姆尼中心的首席研究員，最初開始研究多巴胺神經(jīng)元，以獲得對帕金森病更深入的了解，但發(fā)現(xiàn)許多與精神分裂癥、成癮等因素相關的基因變異也豐富了神經(jīng)精神疾病。
舍爾澤說：“這項工作表明，活躍在多巴胺神經(jīng)元中的非編碼RNA是遺傳風險、帕金森病和精神疾病之間令人驚訝的聯(lián)系?！盎谶@種聯(lián)系，我們假設風險變異可能會影響產(chǎn)生多巴胺的腦細胞的基因轉化?！?
該團隊還制作了一個公開的多巴胺神經(jīng)元RNA含量百科全書，這樣其他研究人員就可以通過webportalhttp://www.humanbraincode.org找到任何具有蛋白質編碼或非編碼靶點的帕金森病和精神疾病的生物標志物和治療劑。
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