多巴胺神經(jīng)元位于中腦，但它卷須狀的軸突可以分支到更深的皮質區(qū)，影響我們的運動和感覺。
《Nature Neuroscience》雜志發(fā)表了一項來自哈佛醫(yī)學院和Brigham和婦女醫(yī)院的研究成果，他們編目了超過70000種可以激活腦細胞的新元素。研究方法包括，激光捕獲RNA-seq，該技術涉及利用激光從人腦組織切片中剪切出多巴胺神經(jīng)元，新的遺傳證據(jù)顯示，這些特異細胞在帕金森、精神分裂癥等各種疾病中具有深遠影響。
“我們發(fā)現(xiàn)，人類基因組中高達64%（絕大多數(shù)）不編碼蛋白質，這些被稱為暗物質的DNA在人類大腦多巴胺神經(jīng)元中表達，”神經(jīng)學家和基因組學家Clemens Scherzer說?！斑@些關鍵而特異的細胞在帕金森癥中工作緩慢，在精神分裂癥中可能過度活躍?！?/p>
為了研究這種細胞工作的分子基礎，Scherzer團隊開發(fā)了激光捕獲RNA測序技術（laser-capture RNAseq），先從大腦中精確地分離出多巴胺能神經(jīng)元，再對這些人腦細胞進行超深度RNA測序。
他們從86例尸檢大腦樣本中提取了40000多個多巴胺神經(jīng)元，重點關注它們的蛋白質生產信使RNA，課題組成員試圖對細胞中全部RNA內容物進行分類。
在這項研究中，他們發(fā)現(xiàn)了71022個發(fā)生轉錄的非編碼元件（transcribed noncoding elements，TNEs），其中許多是活躍的增強子，充當大腦數(shù)十億個神經(jīng)元開啟特殊功能的調節(jié)開關。新挖掘的許多TNEs都是以前從未在大腦中描述過的，Scherzer與英國的同事在臨床前模型中測試了幾個新TNEs，提供了它們在大腦發(fā)育過程中是活躍的證據(jù)。
Scherzer和本文第一作者華人學者、Ann Romne 研究中心課題組組長Xianjun Dong博士最初只是想找到多巴胺神經(jīng)元與帕金森癥之間的聯(lián)系，結果卻發(fā)現(xiàn)許多這些元件的基因變異與精神分裂癥、成癮等其他神經(jīng)精神疾病有關的線索，意外豐富了這些疾病的內在機理方面的知識點。
“這項工作表明，多巴胺神經(jīng)元的活躍的非編碼RNA存在疾病關聯(lián)風險，”Scherzer說?！盎谶@種聯(lián)系，我們猜測，遺傳變異可能對多巴胺腦細胞的基因開合具有影響?！?/p>
研究小組制作了一個公開的多巴胺神經(jīng)元RNA百科全書，以便其他研究學者可以通過http://www.humanbraincode.org 查找任何用于帕金森和精神疾病的生物標志物以及藥物相關編碼蛋白或非編碼靶點。
