헌팅턴병이 다른 뉴런에 미치는 영향
새로운 연구는 기분과 움직임과 관련된 뇌 구조 내에서 가장 취약한 세포를 식별합니다.
날짜:
2023년 1월 20일
원천:
매사추세츠 공과대학
요약:
신경과학자들은 선조체에 있는 두 개의 별개의 세포 집단이 헌팅턴병에 의해 다르게 영향을 받는다는 것을 발견했습니다. 그들은 이러한 인구 중 하나의 신경퇴행이 운동 장애로 이어지는 반면, 선조체라는 구조에 위치한 다른 인구에 대한 손상이 질병의 초기 단계에서 종종 나타나는 기분 장애를 설명할 수 있다고 믿습니다.
헌팅턴병 환자의 경우 선조체라고 하는 뇌의 일부에 있는 뉴런이 가장 큰 피해를 입습니다. 이러한 뉴런의 퇴행은 질병의 주요 특징 중 하나인 환자의 운동 조절 상실에 기여합니다.
MIT의 신경과학자들은 이제 선조체에 있는 두 개의 별개의 세포 집단이 헌팅턴병에 의해 다르게 영향을 받는다는 것을 보여주었습니다. 그들은 이러한 인구 중 하나의 신경퇴행이 운동 장애로 이어지는 반면, 선조체라는 구조에 위치한 다른 인구에 대한 손상이 질병의 초기 단계에서 종종 나타나는 기분 장애를 설명할 수 있다고 믿습니다.
MIT 맥거번 뇌연구소 회원이자 MIT 연구소 교수인 앤 그레이비엘(Ann Graybiel)은 "운동 진단보다 10년이나 앞서 헌팅턴병 환자는 기분 장애를 경험할 수 있으며 한 가지 가능성은 스트리오솜이 여기에 관여할 수 있다는 것입니다"라고 말했습니다. 연구 및 연구의 수석 저자 중 한 명.
단일 세포 RNA 시퀀싱을 사용하여 헌팅턴병 마우스 모델과 헌팅턴병 환자의 사후 뇌 샘플에서 발현된 유전자를 분석한 결과, 연구원들은 선조체와 다른 구조인 기질의 세포가 질병이 진행됨에 따라 구별되는 특징을 잃기 시작한다는 것을 발견했습니다. . 연구자들은 선조체의 매핑과 그것이 헌팅턴병에 의해 어떻게 영향을 받는지가 뇌 내의 특정 세포를 표적으로 하는 새로운 치료법으로 이어질 수 있기를 희망합니다.
이러한 종류의 분석은 파킨슨병 및 자폐증 스펙트럼 장애와 같은 선조체에 영향을 미치는 다른 뇌 장애에 대해서도 밝힐 수 있다고 연구원들은 말합니다.
MIT 뇌 및 인지과학부 부교수이자 Picower 학습 및 기억 연구소 회원인 Myriam Heiman과 MIT 컴퓨터 과학 및 인공 지능 연구소(CSAIL)의 컴퓨터 과학 교수인 Manolis Kellis와 MIT와 Harvard의 Broad Institute도 이 연구의 수석 저자입니다. McGovern Institute 연구 과학자인 Ayano Matsushima와 MIT 대학원생인 Sergio Sebastian Pineda가 Nature Communications 에 게재된 논문의 주 저자입니다 .
뉴런 취약성
헌팅턴병은 기저핵이라고 하는 뇌 구조의 퇴화로 이어지며, 기저핵은 운동 제어를 담당하고 감정뿐만 아니라 다른 행동에도 역할을 합니다. 수년 동안 Graybiel은 특정 행동의 결과를 평가해야 하는 결정을 내리는 데 관여하는 기저핵의 일부인 선조체를 연구해 왔습니다.
수년 전에 Graybiel은 선조체가 뉴런의 클러스터인 선조체와 선조체를 둘러싸는 기질로 나누어진다는 것을 발견했습니다. 그녀는 또한 불안을 유발하는 비용-편익 분석이 필요한 결정을 내리는 데 스트리오좀이 필요하다는 것을 보여주었습니다.
2007년 연구에서 오클랜드 대학교의 Richard Faull은 헌팅턴병 환자의 사후 뇌 조직에서 줄무늬체가 상당한 퇴화를 보였다는 사실을 발견했습니다. Faull은 또한 그 환자들이 살아있는 동안 운동 증상이 나타나기 전에 우울증과 같은 기분 장애의 징후를 보였다는 사실을 발견했습니다.
선조체와 헌팅턴병의 기분 및 운동 효과 사이의 연관성을 더 탐구하기 위해 Graybiel은 Kellis 및 Heiman과 협력하여 선조체 및 기질 세포의 유전자 발현 패턴을 연구했습니다. 이를 위해 연구자들은 단일 세포 RNA 시퀀싱을 사용하여 헌팅턴병의 두 가지 마우스 모델에서 인간 뇌 샘플과 뇌 조직을 분석했습니다.
선조체 내에서 뉴런은 D1 또는 D2 뉴런으로 분류될 수 있습니다. D1 뉴런은 행동을 개시하는 "go" 경로에 관여하고 D2 뉴런은 행동을 억제하는 "no-go" 경로의 일부입니다. D1 및 D2 뉴런은 모두 스트리오솜과 매트릭스 내에서 찾을 수 있습니다.
이러한 각 유형의 세포에서 RNA 발현을 분석한 결과 striosomal 뉴런이 매트릭스 뉴런보다 헌팅턴병에 의해 더 많이 타격을 받는 것으로 나타났습니다. 또한 striosome 내에서 D2 뉴런은 D1보다 더 취약합니다.
연구원들은 또한 이 네 가지 주요 세포 유형이 식별 가능한 분자 정체성을 잃기 시작하고 헌팅턴병에서 서로 구별하기가 더 어려워진다는 사실을 발견했습니다. "전반적으로, striosomes와 matrix 사이의 구별은 정말 모호해졌습니다."라고 Graybiel은 말합니다.
선체 장애
연구 결과는 기분 조절에 관여하는 것으로 알려진 스트리오솜의 손상이 질병의 초기 단계에서 헌팅턴병 환자를 공격하는 기분 장애의 원인이 될 수 있음을 시사합니다. 나중에 매트릭스 뉴런의 퇴행이 운동 기능 저하에 기여할 가능성이 있다고 연구원들은 말합니다.
향후 작업에서 연구자들은 선조체의 변성 또는 비정상적인 유전자 발현이 다른 뇌 장애에 기여할 수 있는 방법을 탐구하기를 희망합니다.
이전 연구에서는 스트리오좀의 과잉 활동이 자폐증, 강박 장애, 뚜렛 증후군에서 볼 수 있는 것과 같은 반복적인 행동의 발달로 이어질 수 있음을 보여주었습니다. 이 연구에서 연구원들이 발견한 유전자 중 적어도 하나는 헌팅턴 뇌의 선조체에서 과발현된 것으로 나타났습니다. 또한 자폐증과 관련이 있습니다.
또한 많은 선조체 뉴런이 파킨슨병의 영향을 가장 많이 받는 뇌 부분(대부분의 뇌 도파민을 생성하는 흑색질)으로 투사됩니다.
"아마도 선조체와 관련된 많은 장애가 있으며 이제 부분적으로는 transcriptomics를 통해 이 모든 것이 어떻게 함께 맞을 수 있는지 이해하기 위해 노력하고 있습니다."라고 Graybiel은 말합니다.
출처 : https://www.sciencedaily.com/