ملخص: كشفت دراسة جديدة عن تغيرات خلوية وجزيئية مشتركة في أدمغة مرضى الفصام وكبار السن، مما يشير إلى أساس بيولوجي مشترك للعجز المعرفي في هذه المجموعات.
وجدت الدراسة، التي حللت التعبير الجيني في أكثر من مليون خلية من 191 فردًا، انخفاضًا منسقًا في الجينات التي تدعم الاتصالات المتشابكة بواسطة الخلايا العصبية والخلايا النجمية، المعروفة باسم برنامج الخلايا العصبية والخلايا النجمية (SNAP). ويشير هذا التآزر إلى وجود نظام متكامل بشكل وثيق يؤثر على وظائف المخ، مع ما يترتب على ذلك من آثار محتملة لفهم وعلاج التدهور المعرفي في الفصام والشيخوخة.
يوفر اكتشاف SNAP نظرة ثاقبة لديناميكيات التشابك العصبي في الدماغ ويثير الآمال في تحديد التدخلات للحفاظ على الوظيفة الإدراكية.
مفتاح الحقائق:
- الأساس البيولوجي المشترك: وقد لوحظت تغيرات مماثلة في التعبير الجيني في الخلايا النجمية والخلايا العصبية في كل من مرضى الفصام وكبار السن، مما يشير إلى وجود قواسم مشتركة في آليات التدهور المعرفي.
- دور SNAP: يعكس برنامج الخلايا العصبية والخلايا النجمية (SNAP) الصحة التشابكية للدماغ ويشارك في الاختلافات المعرفية بين الأفراد الأصحاء، الذين يتناقص تعبيرهم مع تقدم العمر.
- إمكانية العلاجات الجديدة: قد يؤدي فهم ديناميكيات SNAP إلى استراتيجيات لتحسين صحة التشابك العصبي، وتوفير سبل جديدة لمعالجة العجز المعرفي المرتبط بالفصام والشيخوخة.
مصدر: شركة أوسع
اكتشف الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد هارفارد برود وكلية الطب بجامعة هارفارد ومستشفى ماكلين تغيرات مماثلة في نشاط الجينات في أنسجة المخ لدى الأشخاص المصابين بالفصام وكبار السن.
تشير هذه التغييرات إلى أساس بيولوجي مشترك للضعف الإدراكي الذي غالبًا ما يظهر عند الأشخاص المصابين بالفصام وكبار السن.
وفي دراسة نشرت في طبيعةيصف الفريق كيف قاموا بتحليل التعبير الجيني في أكثر من مليون خلية فردية من أنسجة المخ بعد الوفاة من 191 شخصًا.
ووجدوا أنه في الأشخاص المصابين بالفصام وكبار السن غير المصابين بالفصام، كانت هناك خليتين دماغيتين تسمى الخلايا النجمية والخلايا العصبية لديها انخفاض في التعبير عن الجينات التي تدعم الوصلات بين الخلايا العصبية، والتي تسمى المشابك العصبية، مقارنة بالأشخاص الأصحاء أو الأصغر سنا.
اكتشفوا أيضًا تغيرات التعبير الجيني المتزامنة بإحكام في نوعي الخلايا: في حين خفضت الخلايا العصبية التعبير عن جينات معينة مرتبطة بالمشابك العصبية، غيرت الخلايا النجمية التعبير عن الجينات المتميزة التي تدعم المشابك العصبية.
أطلق الفريق على هذه التغييرات المنسقة اسم برنامج الخلايا العصبية والخلايا النجمية (SNAP). حتى عند البالغين الأصحاء والشباب، فإن التعبير عن جينات SNAP يزداد أو ينقص دائمًا في الخلايا العصبية والخلايا النجمية.
وقال ستيف مكارول، المؤلف الرئيسي المشارك للدراسة والعضو المؤسس في معهد برود: “لقد ركز العلم في كثير من الأحيان على الجينات التي يعبر عنها كل نوع من الخلايا بمفرده”.
“لكن تحليل أنسجة المخ والتعلم الآلي لتلك البيانات لدى العديد من الأشخاص ساعدنا في تحديد نظام أكبر. هذه الأنواع من الخلايا لا تعمل ككيانات مستقلة، ولكنها في الواقع لديها تنسيق وثيق. قوة هذه العلاقات حبست أنفاسنا.
من المعروف أن مرض انفصام الشخصية يسبب الهلوسة والأوهام، والتي يمكن علاجها جزئيًا على الأقل بالأدوية. ولكنه يسبب تدهورًا إدراكيًا منهكًا، والذي يفتقر إلى العلاجات الفعالة وهو شائع عند كبار السن.
وتشير النتائج الجديدة إلى أن التغيرات المعرفية في كلتا الحالتين قد تنطوي على تغيرات خلوية وجزيئية مماثلة في الدماغ.
وقالت سابينا بيريتا، المؤلفة الرئيسية المشاركة في الدراسة والأستاذة المشاركة في كلية الطب بجامعة هارفارد: “لاكتشاف التكامل بين الخلايا النجمية والخلايا العصبية في الفصام والشيخوخة، كان علينا دراسة عينات الأنسجة من عدد كبير من الناس”. باحث في مجال الاضطرابات النفسية.
“نحن ممتنون لجميع المانحين الذين اختاروا التبرع بأدمغتهم للبحث لمساعدة الآخرين المتأثرين باضطرابات الدماغ ونريد تكريس هذا العمل.”
مكارول هو مدير علم الأعصاب الوراثي في مركز برات ستانلي لأبحاث الطب النفسي وأستاذ في كلية الطب بجامعة هارفارد. تدير بيريتا أيضًا مركز موارد أنسجة الدماغ بجامعة هارفارد (HBTRC)، الذي قدم الأنسجة للدراسة. إيمي لينغ، باحثة ما بعد الدكتوراه في مختبر ماكارول، هي المؤلفة الأولى للدراسة.
المخابرات المفاجئة
يعمل الدماغ بشكل كبير لأن الخلايا العصبية تتصل بالخلايا العصبية الأخرى عند نقاط الاشتباك العصبي، حيث ترسل إشارات إلى بعضها البعض. يقوم الدماغ باستمرار بإنشاء نقاط اشتباك عصبي جديدة وإصلاح القديمة.
يعتقد العلماء أن المشابك العصبية الجديدة تساعد أدمغتنا على البقاء مرنة، وتظهر الدراسات – بما في ذلك الجهود السابقة التي بذلها العلماء في مختبر مكارول والاتحاد الدولي – أن العديد من العوامل الوراثية المرتبطة بالفصام تنطوي على جينات تساهم في عمل المشابك العصبية.
في الدراسة الجديدة، استخدم ماكارول وبيريتا وزملاؤهما تسلسل الحمض النووي الريبوزي أحادي النواة، والذي يقيس التعبير الجيني في الخلايا الفردية، لفهم كيفية اختلاف الدماغ بشكل طبيعي بين الأفراد بشكل أفضل. وقاموا بتحليل 1.2 مليون خلية 94 مصابًا بالفصام و 97 غير مصاب.
في حين زادت الخلايا العصبية من التعبير عن الجينات التي تشفر أجزاء من المشبك العصبي، زادت الخلايا النجمية من التعبير عن الجينات المتميزة المشاركة في وظيفة التشابك العصبي.
تتضمن هذه الجينات التي تشكل برنامج SNAP العديد من عوامل الخطر المحددة مسبقًا لمرض انفصام الشخصية. أشارت تحليلات الفريق إلى أن كلاً من الخلايا العصبية والخلايا النجمية تشكل القابلية الوراثية لهذه الحالة.
قال لينغ: “لقد عرف العلم منذ فترة طويلة أن الخلايا العصبية والمشابك العصبية مهمة في خطر الإصابة بالفصام، ولكن من خلال صياغة السؤال بطريقة مختلفة – التساؤل عن الجينات التي ينظمها كل نوع من الخلايا ديناميكيًا – فمن المرجح أن تكون الخلايا النجمية متورطة”.
ولدهشتهم، وجد الباحثون أن SNAP يتباين بشكل كبير حتى بين الأشخاص غير المصابين بالفصام، مما يشير إلى أن SNAP قد يكون له دور في الاختلافات المعرفية لدى الأشخاص الأصحاء.
تم تفسير الكثير من هذا الاختلاف حسب العمر. يتم تقليل SNAP بشكل ملحوظ لدى العديد من الأفراد الأكبر سنًا – ولكن ليس جميعهم، بما في ذلك أولئك الذين يعانون من الفصام أو لا يعانون منه.
يقول مكارول إنه من خلال فهم أفضل لـ SNAP، قد نكون قادرين على تحديد عوامل نمط الحياة التي تؤثر بشكل إيجابي على SNAP وتطوير أدوية للمساعدة في تعزيز SNAP، إما كوسيلة لعلاج العجز المعرفي لمرض انفصام الشخصية أو لمساعدة الناس على الحفاظ على مرونتهم المعرفية. عمر
في هذه الأثناء، يعمل ماكارول وبيريتا وفريقهما على فهم ما إذا كانت هذه التغييرات موجودة في حالات أخرى، مثل الاضطراب ثنائي القطب والاكتئاب. ويهدفون أيضًا إلى تحديد مدى ظهور SNAP في مناطق الدماغ الأخرى وكيف يؤثر SNAP على التعلم والمرونة المعرفية.
تمويل: تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة عائلة ستانلي، وتعاون سيمونز بشأن اللدونة وشيخوخة الدماغ، والمعهد الوطني لأبحاث الجينوم البشري في المعهد الوطني للطب النفسي والمعاهد الوطنية للصحة.
حول أخبار أبحاث الشيخوخة والفصام
مؤلف: اليساندرا ديكورادو
مصدر: شركة أوسع
اتصال: اليساندرا ديكورادو – شركة واسعة
صورة: يُنسب الفيلم إلى Neuronews
البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“يتراجع برنامج الخلايا النجمية العصبية المنسق في الشيخوخة والفصامستيف مكارول وآخرون. طبيعة
ملخص
يتراجع برنامج الخلايا النجمية العصبية المنسق في الشيخوخة والفصام
يختلف الدماغ البشري بين الأشخاص ومع مرور الوقت؛ لم يتم فهم هذا التباين بعد على أساس خلوي. نحن هنا نصف العلاقة بين الخلايا العصبية القشرية البشرية والخلايا النجمية القشرية.
استخدمنا تسلسل الحمض النووي الريبوزي أحادي النواة لتحليل القشرة الأمامية لـ 191 متبرعًا بشريًا تتراوح أعمارهم بين 22 و97 عامًا، بما في ذلك الأفراد الأصحاء والمصابين بالفصام.
كشف تحليل العامل الكامن لهذه البيانات أنه في الأفراد الذين تعبر الخلايا العصبية القشرية لديهم بقوة عن الجينات التي تشفر المكونات المشبكية، فإن الخلايا النجمية القشرية تعبر بقوة عن جينات الوظائف التشابكية وتخليق الكوليسترول، وهو مكون توفره الخلايا النجمية في الأغشية المشبكية. نحن نسمي هذه العلاقة برنامج الخلايا العصبية والخلايا النجمية (SNAP).
في الفصام والشيخوخة – وهما حالتان تنطويان على انخفاض في المرونة المعرفية واللدونة – الخلايا التي يتم استبعادها من SNAP: الخلايا النجمية، والخلايا العصبية الجلوتاماتيرجية (الاستثارية)، والخلايا العصبية GABAergic (المثبطة) جميعها تقلل من تعبير SNAP.
تشتمل كل من المكونات النجمية والعصبية المميزة لـ SNAP على جينات تتركز فيها عوامل الخطر الجينية لمرض انفصام الشخصية بقوة. قد يكون SNAP، الذي يختلف بشكل كبير حتى بين الأشخاص الأصحاء من نفس العمر، هو السبب وراء العديد من جوانب الاختلافات الفردية في الشخص الطبيعي وقد يكون نقطة أساسية للعديد من أنواع الفيزيولوجيا المرضية.