早先我们曾经报道过一家被空头追击过2年的Biotech公司Cassava Sciences,以及近期该公司涉嫌造假论文的合著者被美国司法部指控诈骗经费的事件。
在该公司阿尔兹海默症药物的临床前研究中采用了人死后的大脑来进行临床前研究,做空者攻击这一做法是选用了已经死去十年患者的大脑,认为这种做法不合适,而Cassava表示选用的是人死亡后6小时内收集的脑组织,经过快速冷冻,符合处理标准。
有趣的是,近期(6月26日)西奈山伊坎医学院(由著名激进犹太裔投资家卡尔·伊坎推动建立)发表的一项研究揭示了生前与死后前额叶皮层脑组织的显著区别,对于相关临床前研究具有一定意义。
区别来源于A-to-I RNA修饰
虽然DNA汇集了人类的遗传信息,但RNA才是实际执行DNA指令来创建功能蛋白质。这些蛋白质在身体功能中发挥重要作用,包括中枢神经系统的复杂功能。RNA的功能和稳定性受到许多修饰的控制,每个修饰都有特定的目的。
这些被称为RNA编辑的修饰是发生在我们所有细胞和组织中的连续过程,由被称为ADAR的酶促进。这个过程可以继续发生在单个细胞中,即便人死后一段时间,仍然能够发生这一过程。
而在其中,腺苷核苷转化为肌苷(A-to-I)是常见的一种RNA修饰编辑方法,主要由ADAR家族中的ADAR1和ADAR2协调。
在哺乳动物的大脑中,在解剖区域和细胞类型中发现了数千个高度调控的A-to-I编辑位点。可以说,A-to-I编辑是大脑内一个复杂的调控层,对于维持大脑的正常功能、适应性、以及在疾病状态下功能失调的机制具有深远的意义。
到目前为止,对哺乳动物大脑中A-to-I编辑及其生物学意义的研究仅限于对死后组织的分析。
但现在该研究团队通过使用活体个体的新鲜样本,发现了两者之间的显著差异。
生前与死后的大脑样本
生前的A-to-I编辑情况和死后的A-to-I编辑情况完全不相同。研究人员特别挑选了一个涉及活体大脑样本的项目,来自于西奈山伊坎医学院旗下的弗里德曼脑研究所。该项目招募了300多名接受选择性深部脑刺激(DBS)手术的患者,这些患者患有神经或神经精神疾病,包括帕金森病、强迫症、特发性震颤、肌张力障碍和抑郁症。DBS通过植入电极到大脑的特定目标区域,利用电脉冲调节异常的神经活动,从而改善病人的症状。
而在植入过程中就可以获得来自活人的背外侧前额叶皮质(DLPFC)组织。
为了进行比较,研究人员特意收集了三组死后DLPFC组织,以匹配关键人口统计学和临床变量的活体队列。
该团队调查了来自活体大脑项目的多种基因组数据类型,包括大量组织RNA采样、单核RNA测序和全基因组测序。研究人员确定了超过72000个位置,在这些位置,死后的A-to-I编辑比活的DLPFC脑组织更频繁或不同。他们发现了更高水平的酶ADAR和ADARB1,这两种酶是死后脑组织中编辑模式升高的原因。有趣的是,他们还在活体脑组织中发现了数百个A-to-I编辑水平较高的位点。
这些位点主要存在于神经元之间的突触中,通常在进化过程中保持不变,这表明它们在大脑活动中发挥着重要作用。
总结
总的来说,与活组织相比,死后脑组织中的RNA编辑水平明显更高,这可能是由于死后的变化,如炎症和缺氧,而这些在活脑中不会发生。
此外,那些涉及进化上保守和功能上重要的位点在人类疾病中也出现了失调,这强调了研究活体和死后样本以全面了解大脑生物学的必要性。而人死亡后,缺氧会迅速损害脑细胞,导致不可逆的级联损害,而这可以改变ADAR表达和A-to-I编辑。
研究人员表示,理解这些差异有助于通过RNA编辑修饰的镜头来提高人们对大脑功能和疾病的认识,这样就可以就可以开发更好的诊断和治疗方法。
而目前研究团队在致力于寻找帕金森的相关靶点。
参考来源:
Miguel Rodriguez de los Santos et al, Divergent landscapes of A-to-I editing in postmortem and living human brain, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49268-z
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