Các nhà nghiên cứu đang đạt được những hiểu biết mới về các bệnh thần kinh bằng cách nghiên cứu các RNA tuần hoàn (circRNA) trong tế bào não. Một nghiên cứu mới đã xác định được hơn 11.000 vòng RNA riêng biệt đặc trưng cho các tế bào não liên quan đến bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer.
Các nhà nghiên cứu đang đạt được những hiểu biết mới về các bệnh thần kinh bằng cách nghiên cứu các RNA tuần hoàn (circRNA) trong tế bào não. Một nghiên cứu mới của các nhà điều tra từ Bệnh viện Brigham and Women's, thành viên sáng lập của hệ thống chăm sóc sức khỏe Mass General Brigham, đã xác định được hơn 11.000 vòng RNA riêng biệt đặc trưng cho các tế bào não liên quan đến bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer. Kết quả của họ được công bố trên tạp chí Nature Communications .
Tác giả tương ứng Clemens Scherzer, MD, thuộc Khoa Thần kinh và Trung tâm Hiệp hội Bệnh Parkinson Hoa Kỳ cho biết: “RNA tròn từ lâu đã bị coi là rác rưởi, nhưng chúng tôi tin rằng nó có vai trò quan trọng trong việc lập trình các tế bào não và khớp thần kinh của con người”. Nghiên cứu Parkinson tại Brigham. “Chúng tôi phát hiện ra rằng những RNA tròn này được sản xuất với số lượng lớn bởi các tế bào não, bao gồm cả những tế bào liên quan đến bệnh Parkinson và Alzheimer.”
Scherzer và các đồng nghiệp đã thu được các tế bào thần kinh bằng tia laser từ 190 mẫu não người sau khi chết đông lạnh, bao gồm một số tế bào không phải tế bào thần kinh để so sánh. Sau đó, họ sử dụng trình tự RNA tổng thể, cực sâu để nghiên cứu trình tự chính xác của mã di truyền được tìm thấy trong các RNA tròn ở hai loại tế bào này.
Họ phát hiện ra rằng 61% tổng số RNA tuần hoàn khớp thần kinh mà họ mô tả có liên quan đến rối loạn não. Đáng chú ý, họ đã tìm thấy 4.834 RNA tròn đặc hiệu cho loại tế bào trong tế bào thần kinh dopamine và hình chóp, hai tế bào não có chức năng cao. Tế bào thần kinh Dopamine kiểm soát chuyển động, tâm trạng và động lực trong khi tế bào thần kinh hình chóp đóng vai trò quan trọng trong trí nhớ và ngôn ngữ.
Tác giả đầu tiên Xianjun Dong, Tiến sĩ, trợ lý giáo sư tại Khoa Thần kinh và Trung tâm Gen và Tin sinh học tại Brigham cho biết: “Thật đáng ngạc nhiên khi các RNA tròn chứ không phải RNA tuyến tính được tạo ra từ các vị trí gen này đã xác định danh tính tế bào thần kinh”. "Sự đa dạng của CircRNA cung cấp thông tin cụ thể về loại tế bào được tinh chỉnh mà không thể giải thích được bằng các RNA tuyến tính tương ứng từ cùng một gen."
Sự thoái hóa của các tế bào thần kinh dopamine và hình chóp này đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của các rối loạn thần kinh. Khi các nhà nghiên cứu điều tra sâu hơn về mối liên hệ này, họ phát hiện ra rằng một số lượng đáng ngạc nhiên các gen của bệnh Parkinson và Alzheimer tạo ra RNA vòng. Ví dụ, sự biểu hiện của một CircRNA được tạo ra từ gen DNAJC6 của bệnh Parkinson đã giảm ở các tế bào thần kinh dopamine dễ bị tổn thương ngay cả trước khi khởi phát triệu chứng.
(adv)
Scherzer cho biết: “Các CircRNA xuất hiện tự nhiên có khả năng đóng vai trò là dấu ấn sinh học cho các tế bào não cụ thể liên quan đến giai đoạn đầu, giai đoạn báo trước của bệnh”. "Các RNA tuần hoàn không thể dễ dàng bị phá vỡ, khiến chúng trở thành một công cụ mạnh mẽ để báo cáo và cung cấp các liệu pháp điều trị. Chúng có thể được viết lại một cách tổng hợp và được khai thác như các loại thuốc RNA kỹ thuật số trong tương lai."
Nhóm nghiên cứu đã xác định rằng các gen liên quan đến các bệnh khác nhau đã tạo ra các CircRNA ở các loại tế bào cụ thể. Ví dụ, các gen liên quan đến chứng nghiện đã tạo ra các CircRNA trong tế bào thần kinh dopamine, các gen liên quan đến chứng tự kỷ trong các tế bào thần kinh hình chóp và các gen liên quan đến ung thư trong các tế bào không phải tế bào thần kinh.
Những hạn chế của nghiên cứu hiện tại bao gồm sự hiểu biết chưa đầy đủ về cách thức bộ máy RNA phức tạp này xác định danh tính tế bào thần kinh và khớp thần kinh. Nghiên cứu trong tương lai có thể điều tra cách các CircRNA này phát sinh và hoạt động cũng như khảo sát các cơ quan điều chỉnh di truyền bổ sung chi phối hành vi của chúng.
Tuy nhiên, những phát hiện hiện tại cung cấp phân tích toàn diện nhất về CircRNA trong tế bào não người cho đến nay và cho thấy chúng có thể được sử dụng để chẩn đoán RNA và dùng thuốc để điều trị các tình trạng thần kinh.
Dong cho biết: “Việc phát hiện ra các RNA tròn làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về cơ chế phân tử đằng sau các rối loạn thoái hóa thần kinh”. "RNA tròn bền hơn nhiều so với RNA tuyến tính và hứa hẹn sẽ là liệu pháp RNA và dấu ấn sinh học RNA."
Theo Science daily
