Ny avbildningsteknik ger detaljerad RNA-analys av hela hjärnan
Forskare vid Karolinska Institutet och Karolinska universitetssjukhuset har utvecklat en mikroskopimetod som möjliggör detaljerad tredimensionell (3D) RNA-analys med cellupplösning i hela intakta mushjärnor. Den nya metoden, kallad TRISCO, har potential att förändra vår förståelse av hjärnans funktioner, både under normala förhållanden och vid sjukdom. Studien publicerades i Science.
Trots stora framsteg inom RNA-analys har det länge varit en utmaning att koppla RNA-data till dess rumsliga kontext, särskilt i intakta vävnadsvolymer i 3D.
TRISCO-metoden gör det nu möjligt att utföra tredimensionell RNA-avbildning av hela mushjärnor utan behov av att skiva upp hjärnan i tunna snitt, vilket tidigare var nödvändigt.
– Den här metoden är ett kraftfullt verktyg som kan driva hjärnforskningen framåt. Med TRISCO kan vi studera hjärnans komplexa anatomiska struktur på ett sätt som tidigare inte var möjligt, säger Per Uhlén, professor vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, och studiens sisteförfattare.
I studien analyserades upp till tre olika RNA-molekyler samtidigt. Nästa steg för forskarna är att utöka antalet RNA-molekyler som kan studeras till omkring hundra, genom en teknik som kallas multiplex RNA-analys.
Detta kan ge ännu mer detaljerad information om hjärnans funktioner och dess sjukdomstillstånd.
TRISCO-metoden öppnar nya möjligheter att förstå hjärnans komplexitet på djupet, vilket i sin tur kan leda till utveckling av nya behandlingar för olika hjärnsjukdomar.
– Vi ser fram emot att fortsätta vår forskning och utforska de många möjligheter som den här nya tekniken erbjuder, säger Shigeaki Kanatani, forskningsspecialist i Uhléns laboratorium och försteförfattare till studien.
Kan användas för större hjärnor
TRISCO är inte bara lämplig för att studera intakta mushjärnor, utan studien visar att den kan användas för större hjärnor, till exempel hos marsvin, och olika vävnader som njure, hjärta och lunga.
Studien är ett samarbete mellan Karolinska Institutet och Karolinska Universitetssjukuset.
– Vårt laboratorium har flera samarbeten med kliniskt aktiva forskare vid Karolinska Universitetssjukhuset. Det är avgörande för den biomedicinska forskningen att grundforskare och kliniker samarbetar och förstår varandra, säger Per Uhlén.
Studien har finansierats av Vetenskapsrådet, Hjärnfonden och Cancerfonden. Några av medförfattarna är anställda och äger aktier i det danska företaget Gubra. Inga andra intressekonflikter finns rapporterade.
Publikation
“Whole-Brain Spatial Transcriptional Analysis at Cellular Resolution”, Shigeaki Kanatani, Judith C. Kreutzmann, Yue Li, Zoe West, Lea Lydolph Larsen, Danai Vougesi Nikou, Ilse Eidhof, Abigail Walton, Songbai Zhang, Leslie Rubio Rodríguez-Kirby, Jacob Lercke Skytte, Casper Gravesen Salinas, Kimiharu Takamatsu, Xiaofei Li, Daisuke H. Tanaka, Dagmara Kaczynska, Keishiro Fukumoto, Razieh Karamzadeh, Yujiao Xiang, Naofumi Uesaka, Tsutomu Tanabe, Mikael Adner, Johan Hartman, Ayako Miyakawa, Erik Sundström, Gonçalo Castelo-Branco, Urmas Roostalu, Jacob Hecksher-Sørensen, Per Uhlén, Science, online 22 november 2024, doi: 10.1126/science.adn9947