하나의

2023년 6월 2일

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작성자: Rachel Gordon, MIT 컴퓨터 과학 및 인공 지능 연구소

당신의 두뇌는 영양분을 공급하고 노폐물을 제거하며 어떤 분자가 들어오고 나갈 수 있는지를 제어하는 ​​단단한 보호 장벽, 즉 혈액 뇌 장벽을 형성하는 400마일에 달하는 혈관으로 구동됩니다. 그러나 이러한 뇌 혈관 세포가 단일 세포 분해능에서 뇌 영역 사이에서 또는 알츠하이머병에서 어떻게 변하는지는 불분명한 상태로 남아 있습니다.

이 문제를 해결하기 위해 MIT 컴퓨터 과학 및 인공 지능 연구소(CSAIL), 피코워 학습 및 기억 연구소, 브로드 연구소의 과학자 팀은 최근 인간 뇌 혈관 구조와 알츠하이머병의 변화에 ​​대한 체계적인 분자 지도를 공개했습니다. (AD) 6개 뇌 영역에 걸쳐, Nature Neuroscience에 발표된 논문에서.

알츠하이머병은 주요 사망 원인으로, 65세 이상 미국인 9명 중 1명에게 영향을 미치며, 쇠약하고 파괴적인 인지 저하를 초래합니다. 손상된 혈액 뇌 장벽(BBB) ​​기능은 오랫동안 알츠하이머병 및 파킨슨병, 다발성 경화증과 같은 기타 신경퇴행성 질환과 연관되어 왔습니다. 그러나 BBB 조절 장애의 분자 및 세포 기반은 특히 여러 뇌 영역과 많은 기증자에 대한 단일 세포 해상도에서 여전히 불분명하게 정의되어 있습니다.

연구자들은 회백질의 복잡성을 깊이 조사하면서 알츠하이머 진단을 받은 220명과 대조군 208명을 포함하여 428명의 기증자에 대한 인간 뇌 혈관 구조의 분자 지도를 만들었습니다. 그들은 6개의 서로 다른 뇌 영역에서 22,514개 이상의 혈관 세포를 특성화하여 각 세포에 대한 수천 개의 유전자 발현을 측정했습니다. 결과 데이터 세트는 서로 다른 뇌 영역에 걸친 유전자 발현의 흥미로운 변화와 AD에 걸린 개인과 그렇지 않은 개인 간의 뚜렷한 대조를 보여주었습니다.

"알츠하이머 치료법 개발은 상당한 장애물에 직면해 있습니다. 인지 징후가 나타나기 수십 년 전에 뇌 변화가 시작되며, 그 시점에서는 이미 효과적으로 개입하기에는 너무 늦을 수 있습니다."라고 MIT CSAIL 수석 연구원이자 해당 연구의 선배인 MIT EECS 교수인 Manolis Kellis는 말합니다. 작가. "우리 연구는 여러 뇌 영역에 걸쳐 알츠하이머병의 초기 지표 중 하나인 혈관 변화의 지형을 도표화하여 질병 진행 초기에 생물학적 및 치료적 조사를 안내할 수 있는 지도를 제공합니다."

인간 뇌 혈관계의 실과 우리 뇌와 신체의 모든 부분은 수백만 개의 세포로 구성되어 있으며 모두 동일한 DNA 코드를 공유하지만 각각은 기능적 역할과 독특한 세포 유형을 정의하는 서로 다른 유전자 하위 집합을 표현합니다. 연구진은 서로 다른 뇌혈관 세포의 독특한 유전자 발현 시그니처를 사용하여 11가지 유형의 혈관 세포를 구별했습니다.