人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学



原标题:人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学最后的前沿 来源:学术头条

摘要: “正如预期的那样,哺乳动物之间共享了大脑的蓝图,但是新的图谱还揭示了人、猪和老鼠的大脑之间有趣的差异。”

文 | 学术头条

大脑是哺乳动物体内最复杂的器官,拥有多种生理功能和复杂的细胞组织。脑科学被认为是人类科学最后的前沿,近些年来,对大脑的研究不断取得重要成果。

今天 Science 杂志发表了瑞典卡罗林斯卡学院研究团队一份关于大脑中所有蛋白质表达图谱的重磅成果。

为了增加对大脑及大脑疾病的神经生物学的基本了解,研究人员对人、猪和小鼠大脑的主要区域进行了全面的转录组分析。通过对三种哺乳动物大脑中 RNA 和蛋白质表达的全局分析和对比区域表达谱,研究人员报告了三个哺乳动物物种之间蛋白质表达水平的相似性和差异。

人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学

论文截图(来源:Science)

更进一步了解人脑

大脑是我们身体结构和功能最复杂的器官。瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员领导绘制的新大脑图谱资源基于对涵盖 27 个大脑区域的近 1900 个大脑样本的分析,将来自人脑的数据与来自猪和小鼠大脑的相应信息相结合。

该项目的顺利进行得益于人类蛋白质图谱(HPA)项目发布的最新数据库,该数据库位于瑞典的生命科学实验室(SciLifeLab),该实验室是与 KTH 皇家理工学院、Karolinska 研究所、斯德哥尔摩大学和乌普萨拉大学联合成立的一个研究中心。该项目也与中国深圳和青岛的华大基因研究中心以及丹麦的奥胡斯大学合作。

人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学

来源:人类蛋白质组官网

开放存取数据库为医学研究人员提供了前所未有的资源,可加深他们对神经生物学的理解,并开发针对精神疾病和神经疾病的新型、更有效的治疗和诊断方法。

KTH 皇家理工学院蛋白质科学系教授、卡罗琳斯卡研究所神经科学系客座教授、人类蛋白质图谱工作负责人 Mathias Uhlén 表示:“正如预期的那样,哺乳动物之间共享了大脑的蓝图,但是新的图谱还揭示了人、猪和老鼠的大脑之间有趣的差异。”

在该研究中,小脑是大脑最令人关注的区域。在该区域研究人员发现了许多高表达水平的蛋白质,包括一些与支持小脑在情绪处理中作用的精神疾病相关的蛋白质。

卡罗林斯卡学院神经科学系研究员、该论文的第一作者 Evelina Sjöstedt 博士表示:“另一个有趣的发现是,大脑的不同细胞类型与周围器官共享特定的蛋白质。例如,星形细胞,即 ' 过滤 ' 大脑细胞外环境的细胞,与肝脏中过滤血液的细胞共享许多转运蛋白和代谢酶。”

人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学

全基因组转录组分析揭示哺乳动物大脑区域和物种特异性的表达(来源:Science)

在比较负责神经元之间通信的神经递质系统时,可以确定物种之间的一些明显差异。

人类蛋白质图谱大脑轮廓研究小组负责人,卡罗林斯卡研究所神经科学系研究员 Jan Mulder 博士说:“神经递质系统的一些分子成分,特别是对释放的神经递质和神经肽有反应的受体,在人和小鼠中表现出不同的模式。这意味着在选择动物作为人类精神和神经疾病的模型时应谨慎行事。

论文精彩图集

人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学

哺乳动物大脑解剖区域的全基因组转录组分析(来源:Science)

人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学

三种哺乳动物大脑表达的区域比较(来源:Science)

人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学

小鼠大脑区域转录组、原位杂交和免疫荧光数据比较(来源:Science)

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哺乳动物大脑区域表达的物种比较(来源:Science)

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哺乳动物大脑中细胞识别基因的表达谱(来源:Science)

人、猪、鼠大脑蛋白质图谱问世,进攻人类科学

大脑区域基因表达与全身表达的比较(来源:Science)

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大脑皮层 420 个脑细胞类型特征基因的表达情况(来源:Science)

关于人类蛋白质图谱


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