衰退周期：阿尔茨海默病中的衰老神经元瓦解

概括： 阿尔茨海默病患者的神经元倾向于返回细胞周期并迅速走向衰老。 研究人员利用先进的 snRNA-seq 技术分析了 30,000 多个细胞核来追踪这些变化，发现这些神经元往往无法完成细胞周期，反而表现出衰老的迹象。

这种现象在阿尔茨海默病、帕金森病和路易体痴呆中最为明显，可以加深我们对神经退行性疾病的理解。 这项研究提供了一个强大的生物信息学工具，可以为患病大脑和健康大脑中神经元的行为提供新的见解。

关键事实：

1. 在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中，返回细胞周期的神经细胞通常无法产生新细胞，而是走向衰老。
2. 该研究使用 snRNA-seq 数据分析了单个神经元中近 350 个细胞周期相关基因的表达，揭示了受疾病影响的大脑中细胞周期逆转的增加。
3. 这项研究不仅强调了细胞周期逆转与神经退行性变之间的潜在关系，而且还提出了一种新的生物信息学方法来研究不同条件下的这些过程。

来源： 加

根据 4 月 9 日发表的一项新研究，大脑中恢复细胞周期的有丝分裂后神经元很快就会屈服于衰老，这种恢复在阿尔茨海默病中更为常见。^y 在开放获取期刊中 公共科学图书馆生物学 由香港中文大学的 Kim Hai-Man Chow 及其同事撰写。

这种现象可能为更多地了解神经变性过程提供了机会，并且用于实现这一发现的技术很容易适用于有关大脑中独特细胞群的其他查询。

大脑中的大多数神经元都是有丝分裂后的，这意味着它们已经停止分裂。 多年来，人们一直认为这种有丝分裂后状态是永久性的。 最近的发现表明，一小部分神经元返回细胞周期，但人们对它们之后的命运知之甚少。

为了回答这个问题，研究人员求助于公开的“snRNA-seq”数据数据库，其中分离出单个细胞核并对其 RNA 进行测序，从而提供了细胞在分离时正在做什么的快照。

细胞周期经历不同的阶段，包括生长、DNA 合成、生长和有丝分裂，每个阶段都由执行该阶段所需的一组特定蛋白质来表征。 这使得作者能够使用这组 RNA 来告诉他们特定细胞核处于循环的哪个阶段。

他们的数据包括超过 30,000 个细胞核的信息，每个细胞核都根据一组约 350 个细胞周期相关基因的表达水平进行评分。

他们发现一小群兴奋性神经元已经返回细胞周期。 然而，这些细胞在很大程度上并没有成功地继续细胞周期以产生子代神经元。

另外，再入过程中的细胞衰老相关基因的表达也有所升高。 事实上，细胞只是苏醒并进入衰老阶段。

有趣的是，研究人员发现，阿尔茨海默病患者大脑中的神经元以更高的速度返回细胞周期，并且那些返回细胞周期并衰老的神经元的多个基因的表达增加，这些基因与患阿尔茨海默病的风险增加相关。 包括那些直接促进淀粉样蛋白产生的物质，淀粉样蛋白是一种在受阿尔茨海默病影响的大脑中聚集的粘性蛋白。

同样，与健康大脑相比，帕金森病和路易体痴呆症患者的大脑神经元折返率更高。

这种返回患病大脑的增加的神经生物学意义尚不清楚，但这里采用的分析方法可能会提供对大脑内神经元亚群的更深入的了解，并揭示神经退行性疾病的疾病机制。

“由于这些细胞在大脑中的罕见存在和随机定位，它们的分子特征和疾病特异性变异仍不清楚，”赵说。

“虽然未来将在相关人类样本中对这些发现进行实验验证，但这种分析方法在跨物种的各种疾病和环境中的适用性为补充基于组织的基本方法来研究这些细胞的作用提供了新的机会和见解。大脑衰老和疾病发病机制的类型。

作者补充道：“所展示的生物信息学分析流程将为该领域提供一种新工具，以公正地剖析重新参与和老化的神经元，并剖析它们在健康大脑与受疾病影响的大脑中的异质性。”

关于阿尔茨海默病研究新闻

作者： 克莱尔·特纳
来源： 加
沟通： 克莱尔·特纳 – PLOS
图片： 图片来源：神经科学新闻

原始搜索： 开放访问。
”衰老大脑中的神经元细胞周期逆转事件在神经退行性疾病中更为普遍，并导致细胞衰老“作者：Kim Hye-Man Chao 等人。 公共科学图书馆生物学

总结

衰老大脑中的神经元细胞周期逆转事件在神经退行性疾病中更为普遍，并导致细胞衰老

越来越多的证据表明，大脑中终末分化的神经元可能在神经元衰老和疾病条件下重新参与细胞周期样过程。

由于这些细胞在大脑中的罕见存在和随机定位，它们的分子特征和疾病特异性异质性仍不清楚。

通过生物信息学方法，可以对人脑样本中的多个单核数据集进行综合分析，这些稀有细胞群被识别并选择用于进一步表征。

我们的分析表明，这些细胞周期相关事件主要发生在兴奋性神经元中，细胞衰老可能是它们直接的最终命运。

从数量上讲，在正常的大脑衰老过程中，重新连接和衰老的神经元数量会减少，但在晚发性阿尔茨海默病 (AD) 的情况下，这些细胞反而会积累。

这些细胞的转录谱表明，疾病特异性变异主要与衰老过程的早期阶段相关，揭示这些细胞在受疾病影响的大脑中呈现出更多的促炎、代谢失调和病理相关的特征。

同样，在帕金森病 (PD)-路易体痴呆 (LBD) 模型中鉴定的多巴胺能神经元亚群中也观察到重新参与神经元的这些一般特征。

在小鼠大脑衰老模型中进行的扩展分析验证了这种生物信息学方法能够识别跨物种环境中神经元的细胞周期和衰老过程之间的稳健关系。