故事

Morbus parkinson拼图

激光微粉后的单细胞分析

、(m)后阿尔茨海默氏症是第二常见的进行性神经退行性疾病。在第一个症状出现之前,多达70%的中脑多巴胺释放神经元已经死亡。临床生物博士。嗡嗡声。Falk Schlaudraff(德国乌尔姆大学普通生理学研究所)使用现代激光显微解剖方法分离和分析取自帕金森病患者死后组织标本的细胞,以获得对该疾病的分子洞察。

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M.帕金森研究

帕金森症的一个特征是中脑多巴胺能神经元的退化,特别是在黑质(SN,黑色物质)这种疾病的不同原因和形式已被确定。在遗传家族形式的情况下,例如,已经有可能识别各种基因有因果影响的帕金森症。然而,我们仍然不知道是否所有的相关基因已经被识别,或者它们是如何促进发病的。

关于这种疾病的起源有几种理论。帕金森可以比作一个谜题。我们已经找到了很多碎片,可以把它们拼在一起,但我们不知道整体情况是什么样的。我们还没有弄清楚其中一些碎片的重要性,我们也不知道我们还需要找到多少块拼图,才能展示帕金森综合症的全图并真正了解这种疾病。

我集中了对体内NIGRA的个体多巴胺能中脑神经元的基因表达分析。这些细胞选择性地堕落,因为他帕金森病的进展。一旦患者注意到M.帕金森的基本症状,例如静默的震颤是这种疾病的特征,超过70%的多巴胺能Sn神经元已经死亡。

我的研究目的之一是开发优化的基于定量聚合酶链反应(qPCR)的方法,使有希望的基因候选基因在人类单个神经元中的表达进行有效的比较后验尸来自M.帕金森患者的组织来自健康对策的同一神经元的基因表达。我们开发了一种基于QPCR的平台,可用于分离来自天然组织的个体细胞并获得高度相当的基因表达分析。我们的分析例如标本的RNA质量表明,结果的质量不受染色过程和激光微粉的影响。

实验程序

图1:实验过程流程图。流程图描述了该协议的实验过程紫外线-LMD.和人类淘压PD大脑和对照中单个SNA神经元的定量RT-PCR基因表达分析。发表于:核酸研究1-16(2008);DOI:10.1093 / NAR / GKN084,版权所有:牛津大学出版社。

在体内的多巴胺能神经元

对不同的死后标本的分析就像是帕金森病特定阶段的快照。我可以把这些快照相互比较一下。但我不能用这些样本来检测基因表达的改变是疾病的结果还是原因。我们需要在这个问题上做进一步的研究。

我检测到在M.帕金森患者的选择性多巴胺能神经元中的基因表达的策划变化。这种变化会影响参与多巴胺代谢的调节的基因以及离子通道代码的基因。例如,我们表现出涉及在存活的多巴胺能神经元中合成和提供多巴胺的几种基因的表达更高。我们还研究了各种基因表达模式的离子通道,其调节多巴胺能神经元的活性。在这里,我们也注意到了M.帕金森患者一些检查基因的表达的变化。

图2A:紫外线-LMD.单个神经元。(A)左图:cresylviolet (CV)染色小鼠冠状中脑切面,显示黑质致密部(SNpc)前(左)后(右)紫外线-Laser-整个区域的微小体积。右图:整体凝胶电泳结果的定性逆转录(RT)多重嵌套PCR产物LMD.SNPC。RT-PCR信号对于所有八种不同的多巴胺能(TH,DAT,GIRK2,D2S / L)和非多样子药能(GAD,GIRK1,GFAP,CB)标记基因,在多巴胺能,加巴肝脏和胶质细胞的异质细胞混合物中检测。(DNA梯:100-BP标记)。

激光显微解剖的影响

在过去的几年中,许多研究比较了完全组织标本黑质帕金森患者健康组织。然而,这种比较是误导性的,如在这些患者中,70%的神经元明显参与该疾病的发病已经退化。此外,所检查的脑组织的组成和切片是极其异质的。所以我们已经完成的“组织”方法就像将苹果与梨的比较一样。

我们希望选择性地查看参与病原过程和使用激光微粉的中脑多巴胺能神经元,以便在验证的比较中进行验证单细胞水平.该技术使得可以精确地将单独的多巴胺能神经元切割出复杂组织,而不会接触或污染,并分析个体细胞中的基因表达。188金宝搏的网址大脑中最普遍的组织类型是支撑组织:胶质细胞比我们感兴趣的神经元更常见的胶质细胞。没有激光微粉,几乎不可能清楚地表征分子上相对罕见的神经细胞等级;它们不会与背景噪音区分开来。

对单细胞的分析经常导致从完全组织检查中获得的结果不同。研究表明,在M.帕金森患者的组织中改变了某些microRNA的表达。我们跟进了其中一个陈述,首先我们能够确认整个组织的结果。但是,我们还在并行检查了微放射细胞。在这里,我们发现MicroRNA表达不会在单个单元格层上改变。借助激光微粉切割检测该组织伪影。

我们使用激光显微解剖系统,可以对单个细胞进行无接触解剖,如果必要的话,还可以对更大面积的组织进行解剖。188金宝搏的网址被解剖的材料被捕获在一个管的帽,并可以立即处理。

图3:LMD.来自人Pd的单个Sn Da神经元的mRNA表达分析及对照后期大脑。(a和b)神经元蛋白阳性[nm(+)]神经元的池是分离的LMD.上图:PD (A)和对照组(B)的水平冷冻切片LMD.来自SNPC的NM +神经元的小池。下面板:代表PD(A)和控制(B)SNPC NM(+)神经元(左)和解剖后(右)。插入:CAP控制后紫外线-LMD..尺度条:分别为250毫米,20毫米。(c)Pd和对照大脑中α-突触核蛋白基因表达水平的散射图。每种池的A-突触核蛋白基因表达为15nm(+)和TH(+)SNPC神经元的表达作为从每种细胞(标准曲线量化)的人Sn组织(标准曲线量化)的总cDNA的PG-当量给出,通过定量实际确定 -时间PCR。棒代表每个脑袋的SNPC池的平均A-Synucle表达式SEM..(D) a-synuclein cDNA平均水平(_SEM.)针对每个脑的RNA完整性。脑库代码在每个点旁边指示(参见图5C和表1)。(e)所有单独分析的对照和Pd大脑的平均A-突触核蛋白表达和RNA完整性之间的线性回归在组织的较高RNA质量与检测到的A-突触核蛋白表达水平之间没有正相关性(对照:黑色虚线,R2= 0.0506; PD大脑:红色虚线,R2 = 0.9950;所有分析的大脑合并:黑线,R2 = 0.4369)。请注意,PD大脑在RNA完整性和检测到的A-突触核蛋白表达水平之间存在强烈的反比异性(红色虚线,R2 = 0.9950)。(f)与对照相比,来自Pd大脑的单个NM(+)Sn Da神经元的单个表达水平显着高于PD大脑(见表1和2)。发表于:核酸研究1-16(2008);DOI:10.1093 / NAR / GKN084,版权所有:牛津大学出版社。

M. Parkinson Research的未来挑战

目前,尚无早期诊断帕金森症的检测方法,该疾病有许多变种和类似症状的疾病。因此,有一定比例的帕金森病患者被误诊或根本没有被诊断出来。

成功治疗M.帕金森的先决条件将有效的早期诊断。如果疾病可以在神经元刚刚开始堕落的初始阶段被诊断出来,可能可以防止进步神经元变性,以便疾病根本不会破坏。

血液或脑液中生物标记物的识别是目前的一个主要研究重点。有些基因不仅在大脑中表达,而且无处不在——在所有细胞中。如果这些基因的表达在帕金森病患者的多巴胺能神经元中发生改变,就有可能检测更容易获得的组织,用于诊断目的。虽然已经迈出了第一步,但要实施这样的测试还有很长的路要走,还需要进行进一步的长期研究。

参考

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