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吳東東課題組基于大規模轉錄組數據解析非人靈長類大腦衰老潛在機制
2019-11-29 來源:靈長類進化遺傳與發育學科組 作者:李明莉
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  隨著老齡化社會的發展,大腦衰老成爲大家日益關系的話題。大腦衰老會帶來記憶力減退,認知能力下降,並且與很多神經退行性疾病密切相關。大腦衰老是一個複雜的過程,它依賴于多個腦區的精確調控,而以往的研究通常集中于少數腦區。我們缺乏一個涵蓋多個腦區的轉錄圖譜來解析大腦衰老背後的分子機制。
  近期,中國科學院昆明動物所研究人員利用來自4個青年猕猴,3個老年猕猴44個腦區的547個轉錄組數據研究探索了非人靈長類動物大腦老化的潛在分子遺傳機制。該成果發表在期刊Genome Biology 上。
  研究人員基于這些大規模轉錄組數據分析發現,隨著年齡的增長,皮質內腦區之間的表達連接性以及皮質內左右腦半球之間的表達連接性都發生了明顯的下降。在各個腦區中,基因表達和選擇性剪接通過不同的機制來調控大腦衰老,而不同腦區之間老化的分子機制大同小異。
  通過對老年猕猴的轉錄組數據基因共表達網絡分析,研究人員發現了九個在老年猴中表現出連接性增強的模塊,並解析出一個網絡關鍵驅動基因PGLS,在老年猴中表達上調,可能對大腦衰老有重要作用。通過在小鼠體內過表達PGLS, 发现PGLS过表达导致小鼠出现衰老的表型,例如认知能力下降,运动能力下降和厌食等等。 进一步的生物学实验也证明PGLS過表達導致突觸的丟失和細胞的凋亡。因此,研究人員推斷PGLS很可能是大腦衰老的一個新的標記基因。
  該項研究是依托昆明動物研究所承擔建設的“模式動物表型與遺傳研究國家重大科技基礎設施(靈長類)”開展得一項研究工作。該基礎設施將對靈長類動物表型與遺傳型進行系統研究,連續、快速、精准、標准化、規模化和自動化地獲取信息與分析,客觀描述、深入解析生命現象變化中的表型與內在的遺傳關系,對生命科學與醫藥健康領域研究具有重要意義。
  昆明動物研究所吳東東課題組的李明莉和胡新天課題組的吳詩昊爲本文的共同第一作者,吳東東研究員和胡新天研究員爲共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金及中科院先導項目的資助。
  文章链接:《Genome Biology》 
  https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1866-1
  “547 transcriptomes from 44 brain areas reveal features of the aging brain in non-human primates”

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