機能的および解剖学的に異なる領域へのマウス脳の微小解剖

脳は、脊髄および網膜とともに、全身にわたって特殊化され、正確に位置決めされ、相互作用する細胞型によって制御される複雑な行動を実行する中枢神経系を構成する¹。脳は、何十億もの相互接続されたニューロンとグリアを持つ複雑な器官であり、多数の機能を果たす正確な回路を備えています。これは、2つの異なる葉と多様な細胞成分²を有する両側構造である。脊髄は脳を外界に接続し、骨、髄膜、脳脊髄液によって保護され、脳との間でメッセージをルーティングします^2,3,4。脳の表面である大脳皮質は不均一で、ジャイリと呼ばれる明確なひだと、脳を機能中枢に分離するスルシと呼ばれる溝を持っています⁵。皮質は小さな脳を持つ哺乳類では滑らかです ^6,7.異なる脳領域に関連する障害とその機能回路を理解するために、人間の脳の構造を特徴付け、研究することが重要です。近年、神経科学の研究が拡大し、脳の構造や機能を研究するために様々な実験方法が用いられています。分子・システム生物学の分野における発展は、脳構造と分子の機能との複雑な関係を探る新時代の到来を告げました。さらに、分子生物学、遺伝学、エピジェネティクスは急速に拡大しており、システムの機能に関わる根底にあるメカニズムに関する知識を深めることができます。これらの分析は、より効果的な治療法の調査と開発をターゲットとするのに役立つ、はるかに局所的な基準で実施することができます。

哺乳類の脳は、構造的に明確に識別可能な離散領域に定義されています。しかし、これらの離散構造の機能的および分子的複雑さはまだ明確に理解されていない。脳組織の多次元的で多層的な性質は、この風景を機能レベルで研究することを困難にしています。加えて、複数の機能が同じ構造によって実行されるという事実、およびその逆もまた同様であるという事実は、脳⁸の理解をさらに複雑にする。脳領域の構造的および機能的特徴付けのために実行される実験的アプローチは、神経解剖学的アーキテクチャと機能を相関させるためのサンプリングの一貫性を達成するために、正確な研究方法論を使用することが極めて重要である。脳の複雑さは、最近、75の異なる細胞型11から構成されるヒト脳の側頭回のような単一細胞シーケンシング^9,10を用いて説明されている。このデータをマウス脳の類似領域からのデータと比較することにより、この研究はそれらの構造と細胞型の類似性を明らかにするだけでなく、違いも提示する。したがって、複雑なメカニズムを解明するためには、脳の多様な領域を完全な精度で研究することが重要です。ヒトとマウスの脳間の保存された構造と機能は、人間の脳機能と行動結果を解明するための予備的な代理としてマウスを使用することを可能にします。

システム生物学のアプローチの進歩に伴い、げっ歯類の離散的な脳領域から情報を得ることは、神経科学研究における重要な手順となっている。レーザー捕捉微小解剖¹² などのいくつかのプロトコルは高価であり得るが、機械的プロトコルは安価であり、一般的に入手可能なツール^13、14を用いて実行される。我々は、トランスクリプトームアッセイ¹⁵ に複数の脳領域を使用し、関心のあるマウス脳領域を短時間で段階的に解剖する実践的かつ迅速な手順を開発しました。解剖されると、これらのサンプルを直ちに低温条件下で保存して、これらの組織の核酸およびタンパク質を保存することができます。当社のアプローチはより迅速に実行でき、高効率を実現し、組織劣化の可能性を低く抑えることができます。これは最終的に、脳組織を使用して高品質で再現可能な実験を生成する可能性を高めます。