Molekulare Einblicke in zellspezifische Expressionsveränderungen im alternden Gehirn
Die Wissenschaftler des EU-geförderten Projekts PRANA (Protein-RNA networks ALS) wollten die Mechanismen verstehen, die für altersbedingte Veränderungen in der Genexpression und bei den Zellmengen im Gehirn verantwortlich sind. Sie analysierten Tausende von menschlichen Mikroarray-Proben zur Gehirnexpression, gesammelt von der britischen Brain Bank und der National American Brain Bank, sowie immunhistochemische Bilddaten. Dafür entwickelten sie einzigartige Computeranalyse-Pipelines, die Data-Mining, maschinelles Lernen und Klassifikationsansätze umfassen. Sie beobachteten ausgeprägte Expressionsveränderungen in den alternden Gehirnen und insbesondere in Glia-Zelltypen. Die rechnerischen Analysen zeigten eine Signatur von spezifischen Genen mit einer veränderten Expression in allen analysierten Hirnregionen. Weitere Studien zu verschiedenen Zelltypen wie Neuronen, Mikroglia und Astrozoten deuteten darauf hin, dass zelltypspezifische Gene auch für Hirnregionen spezifische Veränderungen aufweisen. Zusammengenommen zeigen die Ergebnisse der PRANA-Studie die Zelltyp-Spezifischen Veränderungen der Genexpression, die im alternden Gehirn sowohl regionsspezifisch als auch global stattfinden. Ein ähnlicher Ansatz wird auf Daten von Patienten mit amyotropher Lateralsklerose (ALS) zu motorischen iPS-Neuronen angewendet, um die Zelltyp-spezifischen Veränderungen bei ALS zu beleuchten.
Schlüsselbegriffe
Altern, Gehirn, ALS, Immunhistochemie, maschinelles Lernen
