-scores) were extracted, and the results were graphed. Despite the differences in methodology, quantification, and subjects used in the process, a high degree of similarity was found between expression data. Here we compare expression in a way that allows the use of translational research methods to infer and validate knowledge. This type of study allows part of the relationship between structures and functions to be identified, by examining expression patterns and comparing levels of expression in different states, anatomical correlations, and phenotypes between different species. The study concludes by discussing the importance of knowing, managing, and disseminating comprehensive, open-access studies in neuroscience."> 比较基因的表达与5 -羟色胺(5 -)在C57BL / 6 j小鼠和人类基于数据在艾伦老鼠大脑图集和艾伦大脑图集 - raybet雷竞app,雷竞技官网下载,雷电竞下载苹果

国际神经病学研究

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国际神经病学研究/2017年/文章

研究文章|开放获取

体积 2017年 |文章的ID 7138926 | https://doi.org/10.1155/2017/7138926

c . a . Acevedo-Triana l·a·莱昂·p·Cardenas, 比较基因的表达与5 -羟色胺(5 -)在C57BL / 6 j小鼠和人类基于数据在艾伦老鼠大脑图集和艾伦大脑图集”,国际神经病学研究, 卷。2017年, 文章的ID7138926, 14 页面, 2017年 https://doi.org/10.1155/2017/7138926

比较基因的表达与5 -羟色胺(5 -)在C57BL / 6 j小鼠和人类基于数据在艾伦老鼠大脑图集和艾伦大脑图集

学术编辑器:Changiz Geula
收到了 2016年12月18日
修改后的 2017年3月11日
接受 03年4月2017年
发表 2017年5月23日

文摘

脑图谱的工具是基于全面研究用于定位生物学特性(结构、连接蛋白和基因表达)在大脑的不同区域。这些地图册已经传播到工具创建存储、管理和共享它们所包含的信息。本研究使用的数据发表的艾伦老鼠大脑图集(2004)对小鼠(C57BL / 6 j)和艾伦大脑图集(2010)对人类(6捐助者)比较serotonin-related基因的表达。感兴趣的基因是手动搜索在每种情况下(原位杂交老鼠和人类微阵列)规范化表达数据( 分数)提取,结果画。尽管方法的差异、量化和科目使用在这个过程中,高度表达数据之间的相似性被发现。我们比较表达的方式允许使用知识转化研究方法来推断和验证。这种类型的研究允许部分的结构和功能之间的关系被识别,通过检查表达式模式和表达水平在不同的州相比,解剖相关性,以及不同物种之间的表型。这项研究得出结论,讨论了解的重要性,管理和传播全面、开放获取神经科学的研究。

1。介绍

神经元理论制定以来,很大程度上基于Santiago Ramon和卡哈尔的组织学研究,已经有一些实验方法的局限性的认识由于其简单性和缺乏细节,未能全面解决生物,当然一个限制在现象的解释从细胞或解剖的角度来看。这已经成为一个常数批评,尽管这种认识论的方法反复使用心理生物学的各种实用、经济和伦理方面的原因。的一个障碍,一个全面的方法,结合各种观点是很难同时结合一系列的措施。因此,努力创建大脑地图或地图册代表一个关键工具改善的有效性的模型(不全面1- - - - - -4]。目前,这些技术的发展导致了混合生物技术研究在正常大脑和大脑已经修改的生化反应,促进他们的结构和功能的研究。

2。遗传地图册

在神经生物学的一个重要方面或解剖的方法是确定共同的基因表达之间的大脑和其他器官。此外,人们已经发现,并不是所有的大脑结构呈现相同的基因表达(一些表达特定基因不同程度),但大部分的整个基因组表达大脑层面(2,5- - - - - -7]。这些努力确定一个基因表达模式地图或地图册,允许我们“导航”结构遵循一个表达式模式或定位特定的兴趣点(8]。这些地图现在辅以成像技术或计算机建模,可视化,并提供一个完整的基因组表达的全局视图(3,4,9- - - - - -11]。

基因表达的研究已经成为心理生物学现象的理解分子方面的有用的工具。他们帮助改进解剖4,9,11,14,15)、分类(9,16,17),和统计方法18),这允许我们部分确定结构和功能之间的关系通过表达模式(4,14,15,19和比较表达水平在不同的州20.和解剖不同物种之间的相关性和表型5,14,15,18,19]。

的因素导致的传播和使用基因数据库的可用性工具开发的艾伦脑图谱数据集。学会了老鼠的基因表达图谱C57BL / 6 j和人类基因组的公开,艾伦大脑图集的一部分项目4,6,21]。

广泛的信息工具已经开发的艾伦大脑图集[4,6,22,23]。艾伦老鼠大脑图集[24)包括一个交互式的参考,将大脑结构,同时提出了一种与原位的图像集合杂交每个基因的表达。此外,一个开放的软件称为大脑的探险家®(6,14,15,18,23]了。这个软件允许一个3 d可视化的超过21000个基因的表达在大脑结构。

中最有趣的发现基因的识别是海马结构的细分。传统上,它被认为,海马体分为齿状回(DG)和角Ammonis(游离钙CA1, CA3),但是,由于基因表达在CA1,游离钙,CA3,它提出了细胞构筑分布并不意味着这些结构之间的区别。Prox1的表达式模式(Prospero-related同源框1)被发现在DG, Ptpru(蛋白质磷酸酶、受体类型U)在CA1, Cacng(子单元的压敏电阻器钙通道的成员)在CA2,和Prss35 CA3(丝氨酸蛋白酶,35)。基因映射研究使用伊什也证实,类似的基因的表达模式不同的地区提供了类似的功能(21]。

以及导致基于表达式的解剖结构的重新分类,这些数据允许特定的蛋白质的分布表达式是探索25]。

关于人类,艾伦大脑图集[26)是用于比较捐赠者表达。一些研究显示,很大一部分的所有基因表达(约90%)在大脑中;同样,大脑皮层有一个均匀的分子,与更广泛的表达在额叶(11]。

3所示。5 -羟色胺(5 -)

5 -羟色胺和5 -羟色胺(5 -)被选为本研究的重点为各种原因:首先,因为许多行为障碍和药物用于治疗与血清素激活的机制(27,38- - - - - -40];第二,5 -预测和描述了受体在多个站点14- - - - - -16,27),便于寻找相关基因的表达。考虑到一个广泛的研究领域在心理生物学和行为神经科学动物模型的使用,它是比较感兴趣的serotonin-related基因表达的分布,因为这可以帮助确认种间模型的有效性,在这种情况下,老鼠(17,41]。

5相关生理功能在外围(肌肉、肠道和心率)和中部水平。改变合成、生物利用度和受体及其相关分子的表达功能与行为的变化有关(12,17,27]。许多临床条件与改变血清素激活的功能,包括饮食失调、焦虑、内分泌和昼夜节律调节的问题,认识问题,强迫行为,疼痛、精神分裂症、性功能障碍、睡眠障碍、抑郁(12,16,27,42,43]。

五是合成色氨酸从膳食来源,主要是蛋白质和碳水化合物。数量之间的亲密关系被发现色氨酸的饮食和大脑中5 -水平和情绪(12,44]。

的合成5 -从色氨酸(图开始1由色氨酸羟化酶)这是5-HTP羟化酶(EC 1.14.16.4由基因控制的TPH1TPH2)。只有TPH2大脑中的表达,和改变其表达与精神疾病和自杀的风险12,32,33]。一旦5-HTP成立,它是由芳香族L-amino酸脱羧酶脱羧(EC 4.1.128) [12]。这种酶是由芳香族L-amino酸脱羧酶基因(AADC) (28,45]。在这一点上产生5 -。5可以催化单胺氧化酶(毛)和醛脱氢酶(图1)[12,43]。后合成、储存和释放,再摄取5 -由转运蛋白,通过这种机制其行动减少,突触体内平衡。

传统上,它已经被说的神经元合成5 -位于组织的细胞在中线和脑桥的中缝核和脑干(图的上部2)。9羟色胺核(B1-B9)已经被描述12]。尾组脊髓(b1b3)项目,而更多的吻侧组(B7-B9)项目间脑和端脑,通过两种类型的轴突码头(薄和厚),开始在中缝背核和中缝核(中位数12,46,47]。

至少七种不同类型的受体为5 -已报告,一些与受体亚型(51(5小时 ,5小时 ,5小时 ,5小时 ,5小时 ,5小时 ,5小时 ];5 -2(5小时 ,5小时 ,5小时 ];5 -3;5 -4;5 -5(5小时 ,5小时 ];5 -6;5 -7)。含血清素的受体的位置可以看到在图2。大多数的这些耦合除了5 g3耦合的受体离子通道(12,17,48]。

几项研究已经检查了受体相关基因的功能显示,有各种HTR1A和HTR1B基因的多态性,相关基因的功能肾上腺轴和不同的反应压力,表明特定形式的相互作用[42,49- - - - - -51]。同样,改变已报告在HTR1A和HTR2A基因的表达模式相关精神疾病的心情和对压力的反应51,52),恐慌症,53),双相情感障碍、焦虑和抑郁等(54- - - - - -56),但不是在自杀等行为49]。报告5-HT1A受体的表达在海马体,皮质、下丘脑区域对应表达式在本研究报告(16,55]。其他来源的血清素基因提供数据后期研究报告增加基因如HTR2A条件如抑郁症和精神分裂症患者(54,57,58]。在动物模型中,据报道,HTR1A基因敲除小鼠显示焦虑和抑郁的行为反应57]。

5 ht1f受体参与antimigraine药物的效果和感觉神经元表达的脑干(59,60]。关于HTR1D基因低表达水平已报告在基底神经节,海马和皮层参与痛觉过敏和炎症的现象(59]。某些抗抑郁的药物的亲和力与5 ht1d受体与抑郁症的现象(59,60]。

关于HTR1E基因,没有研究,最终报告它们的功能,但是他们认为扮演一个角色在调节情绪,焦虑,和注意力缺陷障碍,多动症,阿尔茨海默病(59,60]。至于5 ht2b受体拮抗剂的药物已报告似乎诱发食欲过盛和减少自我保健和社会行为59,60],图雷特综合症[61年),和一些人格障碍(62年]。

HTR2C基因已被卷入各种神经发育障碍(59,60]。事实上,有一些报告HTR2C多态性与孤独症(63年,精神分裂症59),情绪障碍(64年,65年],饮食失调[66年),和一些人格特质(67年]。

有证据表明5-HT3受体之间的链接和体温调节过程35,68年]。5-HT3受体表达相关地区摄取食物,处理疼痛,强化系统,酗酒,和认知69年,70年]。有趣的是,并不是所有的构成单元5-HT3受体的表达同样的,而是他们当中有很高的可变性,表明5-HT3受体结构上和功能上的不同是由于不同的子单元包括(71年]。

HTR4基因的表达与用药行为由于高表达在强化系统结构(59]。例如,在这项研究中,我们观察到这个基因的表达特别是在纹状体核。HTR5和HTR6受体基因的表达被报道为主要发生在海马体,皮质、基底神经节和小脑,他们一直与情绪障碍,认知障碍和精神分裂症(59]。在数据分析中我们没有观察特别高的表达HTR5或HTR6在这些结构。HTR7基因与昼夜节律等生理功能,认知,和情绪27,72年]。

从植物到人类,这些血清素激活的机制一直是守恒的28]。鉴于本研究的比较方法,我们选择比较合成相关基因的表达,存储、老鼠和释放5 - (C57BL / 6 j)和微阵列研究人类,使用报告的数据艾伦脑科学研究所(http://www.brain-map.org)作为源。虽然比较定量数据只能做定性比较和探索视觉关系在后来的研究方法和验证。

4所示。方法

这里我们使用了一个探索性的设计在数据库中使用基于web的应用程序进行可视化表达基因叫做艾伦大脑的能量Atlas-Driven可视化(ABADV) (http://www.socsci.uci.edu/ jkrichma / ABADV /)[73年]。阿特拉斯参考工具(为人类和老鼠),图像的表达水平,大脑的探险家数据的可视化和演示,AGEA工具与表达水平在不同的地区也使用(S1过程细节的数据库表,在网上补充材料https://doi.org/10.1155/2017/7138926)。

具体来说,ABADV通过提取每200能量量化基因表达值μ米体素的老鼠的大脑。表达式的能量被定义为每个基因表达像素强度的总和除以部门所有像素的总和。的能量表达式 每个世代的体素表示“greyscale-value强度的加权和 评估的像素 相交的体素 在哪里 体素, 是基因, 是一个布尔面具,如果表达的基因在像素等于1 和0如果不是“(74年,7页)。

然后计算表达式能源为每个大脑结构中描述艾伦老鼠大脑图集(24和艾伦大脑图集26]。这项研究报告的数据在数据库独立的老鼠(C57BL / 6 j)和人类。

对伊什小鼠获得的基因表达模式的研究8周老雄性C57BL / 6 j小鼠,使用半自动的过程中,大脑分为25μ每隔100米的部分μm - 200μ米(18,21]。片被杂化与digoxigenin(挖)riboprobes的标签。最后,信息被使用相机与0,95μ米/像素的分辨率,然后分析和量化使用软件测量信号强度(18]。尽管这种方法对于识别表达的局限性,这可以认为是可靠的控制程序和类似的确证技术(18]。

1列表搜索的基因分析。


过程 基因 基因身份证 的名字 函数 引用

神经发育 PET-1 260298年 FEV (ETS致癌基因家族) 5 -羟色胺神经元的发展 (12,27- - - - - -30.]

酶促合成 TPH-1 21990年 色氨酸羟化酶 将色氨酸在5-hydroxytriptophane (12,27,31日]
TPH-2 121278年 色氨酸羟化酶 美拉托宁将色氨酸在5 -羟基色氨酸(脑组织独家) (12,27,31日- - - - - -33]
AADC
(非特异性创5 -代谢)
13195年 芳香酶脱羧酶 将5-hydroxytryptofano转化为5 -与类不同催化脱羧反应 (12,27,28]

商店 VMAT-1(非特异性创5 -代谢) 110877年 单胺水泡transporter-1 水泡存储5 -和其他运输单胺神经递质 (12,27,28,34]
VMAT-2(非特异性创5 -代谢) 25549年 单胺膜泡运输2 水泡存储5 -和其他运输单胺神经递质 (12,27,28,34]
5计画(Slc6a4) 15567年 羟色胺转运体 5 -再摄取 (12,27,28]

受体相互作用
HTR1A 15550年 5 -羟色胺受体1 5 -受体耦合Gi-o蛋白(前和突触后) (12,27,28,35]
HTR1B 15551年 5 -羟色胺受体1 b 5 -受体结合Gi -蛋白质(前和突触后) (12,27,28,35]
HTR1D 15552年 5 -羟色胺受体1 d 5 -受体结合Gi -蛋白质(前和突触后) (12,27,28,35]
HTR1F 15557年 5 -羟色胺受体1 f 5 - Gi -蛋白质受体结合 (12,27,28,35]
HTR2A 15558年 5 -羟色胺受体2 5 -受体结合《Gq》 (12,27,28,35]
HTR2B 15559年 5 -羟色胺受体2 b 5 -受体结合《Gq》 (12,27,28,35]
HTR2C 15560年 5 -羟色胺受体2摄氏度 5 -受体结合《Gq》 (12,27,28,35]
HTR3A 15561年 5 -羟色胺受体3 受体结合离子烛 (12,27,28,35]
HTR3B 57014年 5 -羟色胺受体3 b 受体结合离子烛 (12,27,28,35]
HTR4 15562年 5 -羟色胺受体4 5 - Gs受体结合 (12,27,28,35]
HTR5A 15563年 5羟色胺受体 受体结合胃肠道和走 (12,27,28]
HTR5B 15564年 5 -羟色胺受体5 b 受体结合胃肠道和走 (12,27,28,35]
HTR6 15565年 5 -羟色胺受体6 GS受体结合 (12,27,28,35]
HTR7 15566年 5 -羟色胺受体7 GS受体结合 (12,27,28,35]

退化 MAOA(非特异性5 -代谢) 17161年 单胺oxidase-A 失活的5 -和其他类 (12,27,28]
MAOB(非特异性5 -代谢) 109731年 单胺oxidase-B 失活的5 -和其他类 (12,27,28]

人类数据、基因的表达被下载的完整数据集六人捐助者的艾伦大脑图集(http://human.brain-map.org/)。我们分析人类基因表达数据,获得使用微阵列技术,通过组织学分析和微阵列资料超过900结构在最初两个人11]。过程意味着,他们收集了“大约500在解剖学上的离散样本皮层,皮层下部,小脑、脑干和大脑和异形全基因组基因表达使用自定义安捷伦8×60 k cDNA阵列芯片”(3]。更多信息可以在收集和提取信息http://help.brain-map.org/display/humanbrain/documentation/。每个基因的表1在R,搜寻和下载后矩阵的值。缺失的值(NAs)被移除的热图,系统树图是为每个捐赠者(图4)。

提供的数据每个捐赠者的艾伦大脑图集[26]。元数据与捐赠相关属性,如年龄和死亡时间(PMI)描述(艾伦大脑图集案例资格和捐助概要:http://help.brain-map.org/download/attachments/2818165/CaseQual_and_DonorProfiles.pdf?version=1&modificationDate=1382051848013),总结在表2


捐赠 年龄(年) 种族 死亡时间(小时)

H0351.1009 57 白色或白种人 26
H0351.1012 31日 白色或白种人 17
H0351.1015 49 F 拉美裔 30.
H0351.1016 55 白色或白种人 18
H0351.2001 24 黑色的非洲裔美国人 23
H0351.2002 39 黑色的非洲裔美国人 10

定性和描述过程的细节和捐助者概要文件http://help.brain-map.org/download/attachments/2818165/CaseQual_and_DonorProfiles.pdf?version=1&modificationDate=1382051848013

所有数据,这部分研究从艾伦大脑图集[下载26)(表S1)和预处理的软件包包括r项目(https://www.R-project.org/)或Bioconductor (http://www.bioconductor.org)。一个无监督层次聚类分析的每一个矩阵的行数据。数据矩阵是根据层次聚类结果重新排序,把类似的观测接近对方。块“高”和“低”表达式中相邻数据矩阵。欧几里得距离测量的方法。聚类分析之前,使用函数矩阵数据标准化 和其他包使用集群,factoextra, gplot。

5。过程

在老鼠的情况下(C57BL / 6 j),我们打开了艾伦老鼠大脑图集(24)(http://mouse.brain-map.org“老鼠大脑”选项下),在搜索框中,我们手动输入每一个基因与5 -(表1在“基因搜索”选项)。我们认为冠状及矢状切片的数据。ABA的名字叫提取。在那之后,我们访问ABADV (http://www.socsci.uci.edu/ jkrichma / ABADV /)和基因盒我们把这些搜索词:“Tshr、Tph1 Tph2,监护Slc18a1, Slc18a2, Slc6a4, Htr1a, Htr1b, Htr1d, Htr1f, Htr2a, Htr2b, Htr2c, Htr3a, Htr3b, Htr4, Htr5a, Htr5b, Htr6, Htr7, Maoa, Maob”和在大脑结构盒我们把“黄韧带骨化病例Isocortex,高通滤波器,CTXsp, STR,朋友,TH, HY, MB, P,我,CB”(图3)。

在人类的数据的情况下,我们进入了主要脑图谱页面并选择“人脑”选项。我们选择“芯片”,进入每个表中列出的基因1然后下载与基因表达为每一个相关的数据在页面上从相应的可视化。对人类与老鼠的数据不同,表达数据分为1000多个结构6捐助者。

水平的表达被伊什一样相似的价值观量表(从0到10的 分数)在微阵列规模范围从负值(大约−5)阳性(约+ 5)。阅读超过5被认为是高老鼠和/ 2微阵列的人类。

6。结果

6.1。C57BL / 6 j小鼠:原位杂交

3介绍了能源的所有基因的表达在每个结构,允许一个可视化的最大数量的能量表达式(EE)在每个大脑结构。结果分析与以下规模:> 5(高能表达式),> 3(中等能量表达式),> 2(温和的能量表达式)和> 0(低能量表达式)根据ABADV热图结果。这只规模应用的热图。在一般条款与主要EE基因受体基因(Htr1f, Htr2c Htr1f, Htr1a)在不同的结构。表明,一般是很重要的情感表达很低由于比较所有基因在同一时间。

正如预期的那样,更多的表达的基因参与的合成和储存5观察中脑、丘脑下部(DDC和Scl18a2 [VMAT-2]),和脑桥髓质和小脑VMAT-2和TPH-2基因的重要存在,也与5的合成和储存(图补充S1)。

明显5-HT1F相关基因的表达和5-HT2A受体存在于前脑结构,较低的表达在中脑的结构。有发现一个伟大的表达基因HTR1F, HTR2A, HTR1A isocortex。这些受体也表现在嗅球,但有一个明显的表达的基因5 ht2c (HTR2C)受体在后部结构,达到中脑的最高水平。对其他的受体,这些通常是低情感表达,在嗅球HTR3B基因明显,下丘脑,苍白球,海马结构和髓质。媒介HTR4受体的表达和HTR1A也发现海马结构(图补充S2)。

最后,基因的失活有关5 -现在的编码基因的低表达MAOA被认为在所有的表达结构,而单胺氧化酶酶的编码基因MAOB媒介表达在丘脑和下丘脑的低表达,中脑、脑桥(图 补充)。

6.2。人类:微阵列

可以下载人类基因表达微阵列数据直接从艾伦大脑图集[26)(http://human.brain-map.org)。获得表达水平我们对小鼠使用相同的程序数据而言,寻找每一个特定的基因。一旦显示的结果,我们下载并分组相关基因。每个人类基因表达数据包含超过1000数据点在不同捐赠者的大脑结构。

归一化表达式值( 分数)为每个基因在不同的大脑结构捐助者被放在桌子上 补充。值得强调的是,这些表达式的值代表规模从绿色到红色,在深绿色代表低表达水平和红高表达水平。对于这一分析,在网站使用表达式值报告。因此,负值表示低水平的表达,和积极的价值观,高水平。

查看结果在图4后的热图观察基因表达的几个特点。在dendogram主要是两个部门组织。在第一组皮层结构通常几种受体基因的高表达,表现出较高的表达水平。这个表达式同样发生在6捐助者(图4白色箭头)。在第一组也出现低表达的基因对海马结构,在那里,显然有一个较低的基因表达在皮层和高表达的受体HTR4和HTR7结构可能是一个特殊的标记(图4蓝色箭头)。在第二组的部门或企业系统树图分组根据基因的功能。这样基因合成和储藏有表达相关卷绕在中脑结构基因表达失活在间脑。另一组相关基因通常出现在大多数大脑受体低表达的基因。捐助者之间有差异,但明显的相似之处组织的形成和表达的函数和过程相关的特定结构内血清素激活的系统。

4显示了基因的表达在人类与5 -羟色胺系统有关。一般来说,高表达的相关基因合成和储存(橙色箭头)中可以观察到人类的中脑,类似于发生在老鼠。纹状体、丘脑下部、高表达AADC基因编码的酶可以看到。在下丘脑也有高表达基因的水泡运输车VMAT2。这些合成的高表达和存储基因也存在于脑干和后脑。有中/低和孤立的杏仁核(TPH-1和VMAT-1)表达式,苍白球(AADC)和海马结构(TPH-2和VMAT-2)。发现当变体TPH-1表示,VMAT-1往往是表示,当THP-2表示,VMAT-2也是如此。

与受体的基因代码,有中等HTR1A基因的表达在额叶,脑岛和高表达,扣带回、屏状核、海马结构在捐助者。同样,可以观察到低表达的HTR1A顶叶,杏仁核,基底神经节、间脑、中脑、脑干和白色。HRT1D基因低表达在大多数结构和高表达在纹状体核HTR1E基因高表达在前脑结构(额叶、岛叶、扣带回、顶叶、基底前脑)和非常低的表达上丘脑、下丘脑、丘脑、中脑和脑干。类似的表达式是发现HTR1F HTR2A。有趣的是注意到,在海马结构表达低。HTR2C受体基因低结构的皮层,增加在基底神经节和减少在脑干HTR2B尤其在中脑中。

HTR3A基因表达在不同的结构在海马和杏仁核(蓝色箭头),较低的表达在间脑的结构和脑干。HTR3B受体的基因似乎表达了更多地区的大脑皮层和皮层下结构。5 ht5a受体基因的表达式(HTR5A)遵循类似的模式。HTR3C表达水平很低在中脑皮质水平和媒介和脑干。HTR6找到相同的模式。至于HTR3D和HTR3E基因,他们有低水平的杏仁核和中脑,脑干、脑脊髓。HTR4是明显的表达在基底神经节。HTR7受体的基因在丘脑相对较高的表达,而不是其他结构。

基因的失活有关血清素低表达在前脑结构,但其表达增加的杏仁核,基底前脑,苍白球和纹状体。MAOB也特别高的表达上丘脑和下丘脑,但低小脑白质。老鼠,高水平的基因表达MAOB只出现在丘脑(橙色箭头)。

6.3。C57BL / 6 j-human比较

在图5热图捐赠H0351血清素的基因表达系统,2001年(典型地捐助者)(芯片)和鼠标(Hibrydation原位)定性比较。是很重要的信号,在皮层表达基因是相似的建议比较系统尽管在表达方法上的差异。

基因的合成5 -羟色胺显示一个非常相似的表达模式在伊什和微阵列数据:低水平存在于大脑皮层结构,海马回和基底神经节,而高水平存在于中脑和后结构(脑桥、脑干和下丘脑)。应该注意的是,表达式在下丘脑和中脑几乎相同的两个物种之间的关于ADDC,计画和VMAT2基因。在老鼠身上很难找到完全相同的基因在人类身上,因为这些基因没有数据库中可用的数据,所以我们只可以比较一个部分。

HTR1A, HTR2A, HTR1F基因高表达在C57BL / 6 j小鼠的所有领域,但这些只出现在人类高度表达在大脑皮层的某些地区(额叶、顶叶和扣带回)和海马结构,皮层下结构方面的差异:在表达人类不高,在C57BL / 6 j这个表达式。特别有趣的是,HTR1F基因显示最高水平的表达在整个大脑的老鼠和人类大脑皮层。HTR1E基因表达的只是人类。当我们5-HT1A相比,主要突触前5的监管机构,我们发现人类的高度表达的皮层和卑微的在其他领域,相反在老鼠之间的表达谱相似地区和在系统树图是分开只有一个但是在isocortex相似。

关于HTR1B基因低表达的小鼠和中/低表达在人类身上,几乎相当于0。表达HTR1D低在几乎所有地区,但高表达在纹状体核只有在人类身上。HTR2B基因在小鼠和低水平的表达媒介表达在人类中,杏仁核中/高表达,前脑、中脑和结构接近。HTR2C基因中表达结构的老鼠,是最大的在中脑皮层下水平和。对于人类来说,其表达式是低在一些地区的皮层和杏仁核中/低,基底前脑、纹状体、屏状核、上丘脑、下丘脑、中脑。

相对于HTR3受体亚基的基因代码,HTR3A和HTR3B低表达在老鼠身上,HTR3B水平略高。HTR3A概要文件和HTR3B对人类也不低;这些表达更多的前区和后地区的少。在HTR3D HTR3C基因的情况下,和HTR3E子单元,这些只是报道在人类在相对较低的水平。基因HTR4 HTR5A HTR5B在老鼠,HTR6 HTR7,各领域有低水平的表达。HTR3人类和老鼠之间相似的表达但似乎不同的其他基因。例如,HTR5A表达更多的前区和后地区少,但由于增加了小脑的表达式。另一方面,表达水平后HTR6更大的区域和低前区域。HTR7表达不同结构之间没有明确的表达谱。

至于血清素失活,表达MAOA MAOB低所有鼠标结构,除了丘脑,MAOB高的基因的表达。同样的模式表达在人类还发现在相同的结构,与MAOA唯一的区别表现在杏仁核和基底神经节和MAOB间脑的言论和中脑结构。这个区别5毛相关基因表达与基因相关的表达可能是由于不同的功能不仅与5 -羟色胺的毛。

7所示。讨论

高水平的表达相关基因合成和储存领域接近中脑表明这些区域可能不是功能分离;相反,似乎有一个影响表达式根据这些区域的活动(4,75年,76年]。这个想法可以使用两个工具证实也由解剖基因表达Atlas-AGEA (http://www.brain-map.org/agea/),显示了一个[附近区域的基因表达的相关性4)如图补充S9、一个连接标记的表达在中缝背核注射如图补充S10。这些图像可能有助于比较不同话题进行分析可以在艾伦脑图谱数据集。

我们发现定性比较在大脑中的血清素基因的表达在这两个物种可能是一个新的勘探方法转化研究的验证。一些研究在大规模的比较完整的基因组为每个物种(或整个大脑发现特定的生物标志物19,77年- - - - - -80年]。然而,比较特定系统(5 -羟色胺,例如)还没有被广泛开发,浪费了所谓的大数据研究的潜力,可以应用在卫生和转化研究和改善的理解在大脑和行为的关系81年- - - - - -83年]。结果报告显示功能的关系5 -羟色胺小鼠与人类之间的基因表达与类似的结构。一些研究报告相似点在这个意义上;然而,这些比较通常在特定基因(84年,85年]。在这项研究中我们报告的比较完整的基因与5 -羟色胺。

这里提出的比较技术表明,合成相关基因的表达,存储、接收and-atsome degree-inactivation的5 -羟色胺小鼠和人类之间共享类似的机制和位置。是很重要的捐助者之间的显示分析甲型肝炎相似的表达模式或一组基因表明遗传标记或生理表型等提出了相似的研究(3]。这些遗传相似性加强使用动物模型的有效性,研究基因的功能和行为。它还使这些模型的可行性和功能和验证种间比较生理学,遗传学,和行为。因此,最近的报告试图识别相似百分比和啮齿动物和人类的大脑皮层之间的区别。这些百分比的相似性和差异时可以考虑使用行为和分子模型(80年]。

重要的是要注意,这个研究主要局限,应该牢记当试图推断数据或者使用结果作为绝对的措施。首先,给出的数据是由两种技术(原位杂交和微阵列),但不同的方法使用类似的原则。鼠标数据将主要的大脑区域视为同质而为人类的数据有很大范围的表达网站在每个结构,因此很有可能平均表达数据隐藏表达水平的变化。

第二,当比较表达在人类结构可以更好的区分领域,因为这种比较是人类更全面。这也让种间比较更加困难。第三,表达方法在小鼠与大样本大小(超过1000只动物),而对人类相关的六个捐助者。必须提到,尽管艾伦大脑图集展示了数据从6个人,学科之间的表达水平进行了分析,和相似性被发现在大多数的基因;定性的比较数据包括在这项研究但定量比较不是。

最后,数据是在一个静态方法,不考虑表观遗传措施,,至少在人类的情况下,可以解释不同的表达式(86年,87年]。这可能会限制研究的推广到其他人类。尽管有这些限制,本研究有不同的目标除了详尽比较生物学。它的目标是现在的高科技,开放获取工具,采用标准化方法,以及展示其效用在种间比较,让一个初步评估的使用老鼠和人类之间的转化研究。

关于数据综合神经生物学,基因,或生理研究中,有一个越来越大的努力创建一个比较不同物种的相互作用导致团体和事业专门在宏观和微观方面的项目,以及研究水平的遗传和生理功能,因此提供范围广泛的工具和存储库的信息,其中一些在开放获取政策下(10,20.,88年]。iab的努力,在这项研究中,带来了重大进展在四个主要的目的是解决其项目6,23):生物信息学,大规模信息的管理,数据处理,和开放获取数据表示(6,14,15]。

此外,许多努力开发开放项目创造了一个巨大的数量的信息在很多情况下导致网络形成合作和检查的结果。这是一种验证实验,帮助改善和加强研究,努力和讨论组间(14,15]。表3列出了其中的一些研究、数据库和工具在神经生物学领域。


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改编自(9,10,36,37]。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

补充材料

程序详细信息数据库、url和搜索。

  1. 补充材料

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