Gesundheit

Höchste Auflösung menschliche Gehirn „Teile-Liste“ Datum legt Fahrplan für eine bessere Behandlung: Entscheidende Unterschiede entdeckt, die in der human-und Maus-Gehirn-Zellen könnte erklären, warum viele Medikamente, die im Labor arbeiten, arbeiten nicht bei uns

Eine neue Studie, die vom Allen Institute for Brain Science geschrieben hat, das die meisten detaillierte „Teile-Liste“ des menschlichen Gehirns zu Datum. Diese Kategorisierung unseres Gehirns Zelltypen legt den Grundstein, um zu verbessern unser Verständnis von unserem eigenen Gehirn und dramatisch verändern, wie wir die Behandlung von menschlichen Erkrankungen des Gehirns und Erkrankungen.

Die Studie, veröffentlicht heute in der journal Natur, erfasst zum ersten mal eine ultra-high-resolution-Vergleich zwischen Mensch-und Maus-Gehirn-Zelltypen, die zeigen, dass die Mehrheit unserer Gehirnzellen haben eine Entsprechung im Gehirn der Maus, Kollegen, die gepflegt wurden, über etwa 75 Millionen Jahren evolutionärer Distanz. Die Forscher untersuchten die Gene eingeschaltet, die in einer region des menschlichen Gehirns, Zelle für Zelle, zu Hause, in unsere Gemeinsamkeiten und unsere Unterschiede als im Vergleich zu Mäusen.

„Nur so können wir unsere Gene bauen unser Stammbäume oder finden lange verlorenen verwandten, mit Dienstleistungen wie ancestry.com oder 23andme, wir lassen die Gene erzählen uns die Geschichte unseres Gehirns und Ihre Entwicklung“, sagte Ed Lein, Ph. D., Investigator am Allen Institute for Brain Science, einer Abteilung des Allen Institute und leitende Autor der Studie. „Und in der gleichen Weise, dass die Polizei waren in der Lage, Informationen in den genetischen Datenbanken auf die Spur des Golden State Killer, diese neuen hochauflösenden Blick auf unser Gehirn stellt eine Grundlinie zu finden, die Zellen, die schief gehen bei Krankheit.“

Der neue Vergleich zwischen Maus und Mensch Gehirn-Zelltypen öffnet die Türen für Wissenschaftler zu extrapolieren wissen aus Jahrzehnten der nagetier-neurowissenschaftliche Forschung zu unserem eigenen Gehirn. Die Zelle geben Sie die Ausrichtung unterstreicht auch wichtige Unterschiede zwischen uns und den Nagetieren, die erklären könnte, warum so viele psychiatrische Medikamente entwickelt in Maus-Studien gibt, die nicht in den Menschen.

„Die Teile-Liste des menschlichen Gehirns ist der Schlüssel. Diese Liste ermöglicht es uns, zu verstehen, was ist der Unterschied zwischen Mäusen und Menschen-und was ist ähnlich. Die letztendlichen Auswirkungen dieses Verständnis wird besser-Behandlungen für psychische Krankheiten“, sagte Joshua Gordon, M. D., Ph. D., Direktor des National Institute of Mental Health. „Das letztendliche Ziel wird es sein, zu entwickeln, die die komplette Stückliste des gesamten menschlichen Gehirns. Es ist ein sehr ehrgeiziges Ziel, aber das Papier zeigt uns, dass es machbar Unterfangen.“

Serotonin-Rezeptoren, die Proteine, die es ermöglichen, unsere Nervenzellen reagieren auf den Botenstoff serotonin und die spielen eine Hauptrolle in Appetit, Stimmung, Gedächtnis, Schlaf und viele andere wichtige Funktionen des Gehirns sind gewaltig verändert zwischen Maus und menschliche Gehirnzellen, die Studie gefunden. Wir und die Mäuse beide haben diese Proteine, aber Sie sind in anderen Arten von Neuronen in den Mäusen als in den USA. Diese Veränderungen könnten erklären, warum es so schwer für klinische Forscher entwickeln neue Therapien für Depressionen und andere Erkrankungen im Zusammenhang zu serotonin: Ein Medikament, das wirkt auf serotonin-Rezeptoren beeinflussen könnte eine Maus ganz anders, als es uns.

Wir sind komplexer als eine Maus?

In gewisser Weise, die Feststellung, dass die 75 menschliche Gehirn Zelltypen identifiziert, die in der Studie haben eine lockere passen in das Gehirn der Maus parallels das Human Genome Project bei der Offenbarung vor fast 20 Jahren, dass Menschen und Mäuse haben fast die gleiche Anzahl von Genen.

„Viele Menschen würden davon ausgehen, dass das menschliche Gehirn ist komplexer als das Gehirn der Maus,“ Lein sagte. „Es ist etwas überraschend ist, dass zumindest in Bezug auf die zelluläre Vielfalt, das scheint nicht der Fall zu sein. Aber jetzt, dass wir einen Weg haben, um einen echten äpfel-zu-äpfel-Vergleich, wir beginnen zu sehen, dass viele Unterschiede, wie die Gene verwendet werden, was die Zellen Aussehen und die Proportionen der verschiedenen Zelltypen im Gehirn.“

Die Forscher verwendeten gen-expression der Gene, die eingeschaltet werden, in einer bestimmten Zelle, zu Sortieren fast 16.000 Zellen aus dem menschlichen medialen temporalen gyrus, einem Teil des Temporallappens des Gehirns. Die Studie stützte sich auf post-mortem Gewebe von Menschen, die gespendet hatten Ihre Gehirne, um Wissenschaft und Gewebe gespendet von Epilepsie-Patienten, die hatten unterzogen Gehirn-Chirurgie. Das Allen Institute-Forscher arbeiten jetzt an Studien von Gehirn-Zelltypen, die umfassen mehr Bereiche des Gehirns.

Eine ähnliche Allen-Institut im letzten Jahr veröffentlichte Studie bereitgestellte Datensatz mit Maus-Zellen zum Vergleich, offenbart, dass, während unser Gehirn und unser Gehirn Zellen Aussehen kann und anders handeln, von denen der Maus, auf der Ebene Ihrer expression der gene, Zelltypen line-up zwischen den beiden Arten.

Wenn das klingt verwirrend, dass unsere Gehirnzellen können beide das gleiche, aber anders, denken von die Vielfalt der säugetier-Glieder. Die gleichen Gene werden verwendet, um unsere hand, eine Fledermaus-Flügel und ein Wal seine Flosse, aber diese Strukturen Aussehen und Funktion in sehr unterschiedlichen Formen auf. Zusätzlich zu den serotonin-rezeptor zu finden, die Studie offenbarte große Veränderungen in der Genexpression, die beziehen sich darauf, wie Nervenzellen sich verbinden, was bedeutet, dass unser Gehirn schaltungen kann sehr unterschiedlich sein, von der der Maus.

„Die Quintessenz ist, gibt es große ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen unserem Gehirn und der Maus,“ Christof Koch, Ph. D., Chief Scientist und Präsident des Allen Institute for Brain Science und einer der Autoren der Studie. „Diese sagt uns, dass es große evolutionäre Kontinuität, und die andere sagt uns, dass wir einzigartig sind. Wenn Sie heilen wollen, dem menschlichen Gehirn Erkrankungen, die Sie haben zu verstehen, die Einzigartigkeit des menschlichen Gehirns.“