Исследование: стимуляция регулирует ген-ассоциированные клеточные популяции в мозге человека

Команда Genevieve Konopka из Техасского университета в США недавно опубликовала исследование в журнале «Nature», разработав платформу для экспериментов in vitro, которая сочетает микроэлектродный массив для стимуляции и анализ одноклеточных геномов. Эта платформа позволяет напрямую изучать механизмы нейральной регуляции в человеческом мозге посредством электрической стимуляции. В исследовании использовались образцы коры лобной доли, удалённые у пациентов, перенёсших нейрохирургическую операцию. Было обнаружено, что электрическая стимуляция усиливает определённые группы клеток и связывает этот эффект с сетями генной регуляции, специфичными для типов клеток.

Исследовательская группа, объединив микроэлектродную стимуляцию, синхронную регистрацию и одноклеточный геномный анализ, впервые смогла непосредственно наблюдать на уровне человеческих тканей изменения в экспрессии генов, вызванные стимуляцией мозга. Они также подтвердили универсальность своих открытий, идентифицировав в коре человеческого мозга общие для разных типов клеток особенности экспрессии генов после стимуляции in vivo. Этот метод преодолел ограничения, связанные с использованием в прошлом моделей на животных или исследований изолированных клеток.

Результаты исследования заложили основу для выявления целевых генетических характеристик, связанных с физиологическими функциями, что в будущем может позволить с помощью стратегий нейральной регуляции (таких как глубокая стимуляция мозга или транскраниальная магнитная стимуляция) точно настраивать определённые генные сети для более эффективного лечения заболеваний нервной системы. Эта технология может открыть новые пути для персонализированной медицины и вмешательства при заболеваниях нервной системы.