Nat Commun :迄今为止最大的单细胞数据集!为找到癫痫影响的基因,研究人员分析了超11万神经元

2020-10-14 探索菌 生物探索

癫痫症是一种神经系统疾病,也是最常见的严重慢性大脑疾病,其特征是自发性发作和反复发作,主要发生在海马或大脑皮层区域。目前,全世界已有超过6800万人受到癫痫症的影响。

癫痫症是一种神经系统疾病,也是最常见的严重慢性大脑疾病,其特征是自发性发作和反复发作,主要发生在海马或大脑皮层区域。目前,全世界已有超过6800万人受到癫痫症的影响,但人们对于癫痫的病理生理学仍然知之甚少。一些动物研究表明,某些神经元亚型对癫痫发作的产生和电信号的传播有一定的作用,但人类癫痫患者的相应数据却很少。

对此,来自丹麦哥本哈根大学的研究人员在对117,221个神经元转录组进行单核转录组学分析后,确定了癫痫皮层转录组中分布于多种神经元亚型的大规模变化,并找到了受癫痫影响最大的确切神经元。相关成果发表于《Nature Communications》上。

具体而言,为了确定人类大脑癫痫发作活动中功能失调的神经元亚型,研究人员对来自多个颞叶癫痫和非癫痫患者颞皮层样本中的超过110,000个神经元转录组进行了单核转录组学分析。结果发现,最大的转录组变化发生在几个主要神经元家族(L5-6_Fezf2和L2-3_Cux2)和GABA能中间神经元(Sst和Pvalb)的不同神经元亚型中,而同一家族中的其他亚型则受影响较小。

癫痫和非癫痫数据集的整合以及与疾病相关的神经元亚型的鉴定

此外,研究人员还观察到了跨亚型的转录组的协调变化。这提示,与癫痫相关的转录组变化最大的亚型可能属于同一回路。

该研究还发现,谷氨酸信号传导是癫痫病失调最严重的信号之一,突显出多个谷氨酸受体基因的逐层转录变化以及编码AMPA受体辅助亚基基因的强烈上调。

癫痫患者皮层中谷氨酸受体亚基基因表达的分层失调

卫生与医学学院生物技术研究与创新中心副教授Konstantin Khodosevich表示:“我们的研究揭示了癫痫中基因表达的复杂性,这种复杂性比我们以前已知的要大得多。这并不是少数或几百个基因的变化,而是不同神经元中数千个基因在癫痫中表达的改变。从成千上万表达变化的基因中,我们确定了最有可能促成癫痫发生的表达变化的基因,精确指出哪些神经元受到癫痫的影响意味着我们可以鉴定出最有潜力成为有效治疗靶标的分子。”

这项研究是第一个探索人脑癫痫区中每个神经元如何受到癫痫影响的研究,是迄今为止发表的最大的脑部疾病单细胞数据集。下一步,研究人员的工作是研究神经元及其功能变化如何导致癫痫发作,以期找到能够使癫痫相关神经元功能恢复正常并抑制癫痫发作的分子。

原始出处:

Ulrich Pfisterer, Viktor Petukhov, Samuel Demharter, et al.Identification of epilepsy-associated neuronal subtypes and gene expression underlying epileptogenesis.Nat Commun. 2020 Oct 7;11(1):5038. doi: 10.1038/s41467-020-18752-7.

版权声明:
本网站所有注明“来源:梅斯医学”或“来源:MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言

相关资讯

一文读懂癫痫的诊断与治疗

患者女性,13岁,广东东莞人,因反复发作性四肢抽搐,伴意识不清一年,加重1天于1月4日入院。

JNNP:外伤性癫痫发作的重要脑生物标志物:抗癫痫药治疗(EpiBioS4Rx)的癫痫生物信息学研究的初步报告

外伤性脑损伤(TBI)与癫痫发作和创伤后癫痫病(PTE)的继发性损伤相关。尽管先前的工作已经确定了一些潜在的生物标记物,但尚无一项全面的研究对TBI中的生物标记物进行验证,以显示有发生癫痫和诱发癫痫发

JAMA Pediatr:生酮饮食、阿特金斯饮食以及低血糖指数饮食治疗用于儿童耐药性癫痫的辅助治疗

研究认为,阿特金斯饮食和低血糖指数饮食治疗对儿童耐药性癫痫的治疗效果均劣于生酮饮食,但低血糖指数饮食治疗的不良事件率较低,具体采取何种治疗方案仍需风险-效益的个体化评估

关于癫痫患者的药物治疗误区及问题

1 西药“伤肝、伤肾毒性大”,要用中药、用偏方治疗有效:

Lancet Infect Dis:西非地区盘尾丝虫病与癫痫负担

盘尾丝虫病消除和癫痫负担之间存在负相关,在非洲癫痫高发区应加强盘尾丝虫病的防治工作,可减轻癫痫负担