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Entwicklung eines Zellatlasses für das menschliche Gehirn


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Forscher entwickeln einen Zellatlas -; eine umfassende Referenz aller Zelltypen, einschließlich ihrer Lage, Form und Verteilung -; für das menschliche Gehirn. Die Ergebnisse wurden auf der Neuroscience 2022 vorgestellt, dem Jahrestreffen der Society for Neuroscience und der weltweit größten Quelle für neue Nachrichten über Hirnforschung und Gesundheit.

Ein vollständiger Zellatlas ist entscheidend für die Beobachtung von Veränderungen im Gehirn, wie sie beispielsweise durch Krankheiten verursacht werden. Kürzlich wurde ein Zellatlas für das gesamte Mausgehirn entwickelt, der rund 100 Millionen Zellen umfasst. Nun soll ein Atlas für den nichtmenschlichen Primaten und das menschliche Gehirn erstellt werden, der Milliarden von Zellen umfassen würde. Da nichtmenschliche Primaten und menschliche Gehirne besonders komplex sind, haben Forscher fortschrittliche Visualisierungstechniken entwickelt, um Gehirnregionen und Zelltypen zu katalogisieren.

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Die heutigen neuen Erkenntnisse zeigen, dass:

  • Die Wissenschaftler erweiterten das Potenzial der superauflösenden Schattenbildgebung (SUSHI) durch die Verwendung der 2-Photonen-Schattenbildgebung (TUSHI), um die mikroanatomische Organisation des Mausgehirns in vivo zu visualisieren. (U. Valentin Nägerl, Universität Bordeaux/CNRS)
  • Die Wissenschaftler erstellten einen molekular definierten, räumlich aufgelösten Hirnzellatlas der Maus über fehlerrobuste Multiplex-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierungsmessungen (MERFISH), die von der MERSCOPE™-Plattform generiert wurden. (Jiang He, Vizgen)
  • Die Wissenschaftler präsentierten einen transkriptomischen Zellatlas über das gesamte Mausgehirn, in dem mehrere Einzelzell-RNA-Sequenzierungsdatensätze (scRNA-seq) des gesamten Gehirns integriert wurden. (Zizhen Yao, Allen Institute for Brain Science)
  • Die PhenoCycler-Fusion-Plattform von Akoya nutzte eine fortschrittliche Bildgebungstechnik, um Zellpopulationen deutlich klarer und präziser abzubilden. (Oliver Braubach, Akoya Biowissenschaften)
  • Die CUBIC-Methodik (Clear, Unobstructed Brain/Body Imaging Combination and Computational Analysis) fand mehr als 400 Millionen Zellen im Ganzkörperatlas einer neugeborenen Maus. (Hiroki R. Ueda, RIKEN Center For Biosystems Dynamics Research)

Letztendlich können die unterschiedlichen Datensätze, die mit unterschiedlichen Methoden generiert wurden, miteinander integriert werden, um eine umfassende Beschreibung der unterschiedlichen Eigenschaften der Zellen bereitzustellen, die in denselben Zellatlas aufgenommen werden können. Im Idealfall konvergieren wir am Ende alle im selben System, um einen ganzheitlichen, vollständigen Zellatlas zu erstellen.“

Hongkui Zeng, Direktor des Allen Institute for Brain Science in Seattle

Diese Forschung wurde von nationalen Finanzierungsagenturen einschließlich der National Institutes of Health und privaten Finanzierungsorganisationen unterstützt. Erfahren Sie mehr über die Kartierung des Gehirns auf BrainFacts.org.

Quelle:

Gesellschaft für Neurowissenschaften

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Daniel Wom

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