Створено атлас клітинних змін префронтальної кори людини впродовж життя
Науковці проаналізували 1,3 млн ядер клітин мозку та описали вікові зміни префронтальної кори від дитинства до старості.
Науковці створили атлас змін у дорсолатеральній префронтальній корі людини протягом життя, проаналізувавши понад 1,3 мільйона ядер клітин мозку від 284 нейротипових донорів. Дослідження, опубліковане в Nature, охоплює зразки від немовлят до людей віком від 60 років.
Після контролю якості до аналізу включили 1 307 674 транскриптоми окремих ядер. Їх розподілили на вісім основних класів клітин, зокрема збуджувальні та гальмівні нейрони, астроцити, імунні клітини, олігодендроцити й клітини-попередники олігодендроцитів. Детальніше вчені виокремили 27 підкласів і 65 типів клітин.
Три фази молекулярних змін
Аналіз показав три різні періоди транскриптомного ремоделювання. Наймасштабніші зміни відбувалися під час розвитку: дослідники виявили 8 223 гени, активність яких залежала від віку, переважно в нейронах. У молодому та середньому дорослому віці профілі були відносно стабільними — зафіксовано відповідно 27 і один такі гени. У пізньому дорослому віці зміни поновлювалися: із 735 віково пов’язаних генів 426 припадали на гліальні клітини, а 246 — на нейрони.
Вік пояснював у середньому 4% варіації транскриптомів клітинних підкласів у період розвитку та 2% — у пізньому дорослому віці. Незалежний набір даних із 306 донорами та понад 2 мільйонами ядер клітин підтвердив відтворюваність виявлених вікових змін, особливо на ранніх і пізніх етапах життя.
Перебудова клітинного складу
Найпомітніші зміни співвідношення клітинних підкласів автори виявили в дитинстві та молодому дорослому віці. Близько 24 років темп цих змін різко знижувався, що в роботі визначено як перехід від активного розвитку до відносної стабільності дорсолатеральної префронтальної кори.
Водночас деякі популяції зберігали вікову динаміку і пізніше: зокрема, гальмівні нейрони з маркером SST та клітини-попередники олігодендроцитів. Лабораторна перевірка на зрізах тканин показала поступове зменшення SST-позитивних інтернейронів і збільшення олігодендроцитів із маркером GPR37 із віком.
Окремо дослідники описали вікову перебудову експресії генів, пов’язаних із циркадними ритмами: у нейронах знижувалася синхронізація «годинникових» генів, тоді як у гліальних клітинах з’являлися ритми, асоційовані зі стресом. Автори також пов’язали специфічні для типів клітин генетичні програми з ризиками психіатричних і нейродегенеративних розладів.
