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衰老和神经退行性变与神经元体细胞突变的积累有关

作者:Michael A. Lodato , Rachel E. Rodin1,  Craig L. Bo

根据《Science》的一份新报告,衰老和神经退行性变与神经元体细胞突变的积累有关。

老龄化增加了神经变性疾病的发病率,也增加了脑内DNA损伤标志物的产生。

然而,由于方法学的限制,人们一直不清楚在成人大脑的神经元中,体细胞突变是否积累。

在新的研究中,Lodato和同事用单细胞全基因组测序,比较单神经元的基因组。

研究人员分析了来自15个神经系统正常的个人(年龄4个月和82岁之间)的前额叶皮层的93个神经元,来自这群人中6个人的海马齿状回中的26个神经元,以及来自9个有早发性神经退行性疾病病人(科凯恩综合征或着色性干皮病)的前额叶皮层的42个神经元。

在全基因组测序分析之前,用流式细胞计将单神经元细胞核分离,并用一种新的生物信息学分析方法,Linked-Read Analysis (LiRA),来识别体细胞单核苷酸变异体(sSNVs)。

来自神经正常人的神经元拥有的sSNV数量与年龄相关,这一现象的研究人员定义为genosenium。

而且,体细胞突变积累的速度,在海马齿状回中比在前额皮质中快两倍。

对比于经过年龄调整的神经正常的人的神经元,来自早发性神经退行性疾病的病人的大脑神经元有2.3~2.5倍的sSNVs。

有趣的是,突变特征分析确定了与人类神经元相关的三个不同的突变特征:

特征A, 随着年龄变化,C>T, T>C突变

特征B,C>T突变,特征会发展

特征C,随着年龄和病情的变化,C>A突变(伴随着DNA氧化损伤)

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参考文献

Aging and neurodegeneration are associated with increased mutations in single human neurons

Michael A. Lodato , Rachel E. Rodin1,   Craig L. Bohrson , Michael E. Coulter


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