Hipokampas yra svarbus smegenų regionas, palaikantis įvairius kognityvinius (ty, psichinius) procesus, įskaitant prisiminimų kodavimą ir gavimą, mokymąsi, sprendimų priėmimą ir emocinių būsenų reguliavimą. Nors išsamūs tyrimai bandė apibrėžti hipokampo struktūrą, funkcijas ir organizavimą, jame esantys ląstelių tipai ir jų ryšys su kitais neuronais dar nebuvo visiškai išdėstyti.
Per pastaruosius dešimtmečius galimi ląstelių subpopuliacijų tyrimo metodai, genų išraiškos juose ir jų ryšys tapo vis labiau pažengęs. Vienas iš šių metodų, žinomas kaip erdviškai išspręsta transkriptomika, veikia matuojant genų raišką ląstelėse, išsaugant jų išdėstymą erdvėje. Kitas, vadinamas vieno branduolio RNR sekos nustatymu (SnRNR-Seq), leidžia mokslininkams ištirti RNR molekules atskirų ląstelių branduolių viduje, kad būtų galima nustatyti skirtumus tarp jų ir suskirstyti ląsteles į skirtingus potipius.
Johns Hopkins Bloomberg visuomenės sveikatos mokyklos, Lieberio smegenų vystymosi instituto ir Johns Hopkins medicinos mokyklos tyrėjai neseniai naudojo šių dviejų eksperimentinių metodų derinį, norėdamas ištirti ląsteles iš Hipokampo, išgautos iš hipokampo. Jų dokumentas, paskelbtas Gamtos neuromokslaspristato išsamią hipokampo molekulinį atlasą, kuriame pateikiami skirtingi ląstelių potipiai ir jų organizacija.
„Hipokampo ląstelių tipai, turintys unikalią morfologiją, fiziologiją ir ryšį, atlieka specialias funkcijas, susijusias su pažinimu ir nuotaika“, – rašė Jaqueline R. Thompson, Erikas D. Nelsonas ir jų kolegos savo dokumente. „Šie ląstelių tipai yra organizuoti erdvėje, todėl reikia molekulinių profiliavimo strategijų, kurios išlaiko citoarchitektūrinę organizaciją. Mes sukūrėme SRT ir SnRNR-Seq duomenis iš priekinio žmogaus hipokampo dešimtyje suaugusiųjų neurotipinių donorų.”
Atlikdami savo tyrimą, Thompsonas, Nelsonas ir jų kolegos išanalizavo hipokampo audinį, kuris buvo išgautas iš 10 žmonių smegenų, neturinčių praneštų smegenų anomalijų. Tada jie išvedė SRT ir SRNA-SEQ duomenis ląstelėms, esančioms audiniuose, kuriuos jie ištyrė, ir naudojo skaičiavimo priemones dviejų tipų duomenims sujungti.
„Naudodamiesi neneigiama matricos faktorizacija (NMF) ir etikečių perdavimu, mes integruotume šiuos duomenis apibrėždami genų ekspresijos modelius SnRNR-seq duomenyse ir tada darydami išvadą SRT duomenyse“,-rašė autoriai. „Šie modeliai užfiksavo neuronų ląstelių tipų transkripcijos variacijas ir nurodė sužadinimo ir slopinančių postsinapsinių specializacijų erdvinį organizavimą.”
Išanalizavę hipokampo audinį, tyrėjai galėjo susieti skirtingų tipų ląstelių vietas hipokampyje. Tada jie palygino savo rezultatus su pasiektais tiriant pelės hipokampą.
„Pasinaudoję NMF ir etikečių perdavimo metodu naudojant graužikų duomenų rinkinius, mes nustatėme numanomus nuo veiklos priklausomos transkripcijos ir grandinės ryšio modelius žmogaus SRT duomenų rinkinyje“,-rašė Thompsonas, Nelsonas ir jų kolegos. „Galiausiai mes apibūdinome NMF modelių erdvinę organizaciją, atitinkančią piramidinius neuronus, ir nustatėme regioniškai specifines retrohippocampus SnRNR-Seq grupes, subkulumą ir presubiculum.”
Pažymėtina, kad Thompsono, Nelsono ir jų kolegų sukurtas molekulinius atlasus kartu su neapdorotais duomenimis, kuriais remiantis galima pagrįsti, galima pasiekti internete per interaktyvią žiniatinklio programą. Ateityje tai galėtų būti nuoroda kitoms komandoms, vykdančioms mediciną ir neuromokslų tyrimus, daugiausia dėmesio skiriant hipokampui.
Parašė mūsų autorė Ingrid Fadelli, redagavo Gaby Clark, ir faktas patikrintas ir apžvelgtas Roberto Egano-šis straipsnis yra kruopštaus žmogaus darbo rezultatas. Mes pasikliaujame tokiais skaitytojais kaip jūs, kad išlaikytume nepriklausomą mokslo žurnalistiką. Jei ši ataskaita yra svarbi jums, apsvarstykite paaukojimą (ypač kas mėnesį). Gausite be skelbimų sąskaita kaip padėka.