Исследователи под руководством Калифорнийского университета в Ирвайне обнаружили, как генетическая мутация TREM2 R47H заставляет определенные области мозга формировать аномальные белковые скопления, называемые бета-амилоидными бляшками, связанными с болезнью Альцгеймера с поздним началом. Используя технологию пространственной транскриптомики отдельных клеток Merfish, команда смогла профилировать эффекты мутации в нескольких корковых и подкорковых областях мозга, предлагая первые в своем роде идеи на уровне отдельных клеток.

В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Psychiatry , сравнивался мозг обычных мышей и особых моделей мышей, у которых наблюдаются изменения, подобные изменениям у людей с болезнью Альцгеймера.

Результаты показали, что мутация TREM2 привела к различным моделям накопления бляшек бета-амилоида в различных частях мозга, участвующих в функциях более высокого уровня, таких как память, рассуждение и речь. Она также повлияла на определенные типы клеток и их генную экспрессию вблизи бляшек.

«Болезнь Альцгеймера прогрессирует по-разному у людей с различными генетическими факторами риска», — сказал главный исследователь Сянминь Сюй, профессор анатомии и нейробиологии канцлера Калифорнийского университета в Ирвайне и директор Центра картирования нейронных цепей кампуса. «Профилируя известные мутации, мы можем разрабатывать ранние, персонализированные методы лечения до начала когнитивного спада».

Члены команды проанализировали 19 участков мозга мышей и более 400 000 клеток с помощью специальной техники под названием Merfish, чтобы увидеть, как на них повлияли мутации, связанные с болезнью Альцгеймера. Они смогли изучить паттерны экспрессии генов, что дало представление о том, как они регулируются, способствуют клеточным функциям и реагируют на стимулы. Их анализ показал, что разрозненные мутации , такие как TREM2 R47H, вызывают изменения в способах реагирования клеток микроглии и астроцитов на воспаление, а также в том, как нейроны взаимодействуют и поддерживают здоровье мозга.

«Раннее вмешательство является ключом к предотвращению серьезного снижения когнитивных способностей . Это первое исследование, которое рассматривает весь мозг на таком детальном уровне, что позволяет нам глубже понять, как мутация TREM2 R47H влияет на экспрессию генов в определенных типах клеток», — сказал Сюй. «Эти знания могут помочь разработать целевые терапии, которые учитывают эти изменения, и могут привести к стратегиям раннего вмешательства , которые помогают предотвратить или замедлить прогрессирование болезни Альцгеймера».

Команду возглавлял Кевин Г. Джонстон, до недавнего времени постдокторант, и ассоциированный научный сотрудник Чжицюнь Тан из отделения анатомии и нейробиологии Калифорнийского университета в Ирвайне. Среди других членов Калифорнийского университета в Ирвайне были Ким Грин, профессор и заместитель председателя, и аспирант Кристин Мин Тран из отделения нейробиологии и поведения; Грант Макгрегор, профессор биологии развития и клеточной биологии; Чжаося Ю, профессор статистики; и Берекет Бераке, аспирант-исследователь биомедицинской инженерии. Также приняли участие Эран А. Мукамель, ассоциированный профессор когнитивных наук, и Алон Гелбер, кандидат наук из Калифорнийского университета в Сан-Диего.