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Dinámica espacial del desarrollo cerebral y la neuroinflamación

Di Zhang ¹, Leslie A Rubio Rodríguez-Kirby ², Yingxin Lin ³

¹Department of Biomedical Engineering, Yale University, New Haven, CT, USA.
²Laboratory of Molecular Neurobiology, Department of Medical Biochemistry and Biophysics, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden.
³Department of Biostatistics, Yale School of Public Health, New Haven, CT, USA.
⁴The Eli and Edythe Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research, University of California San Francisco, San Francisco, CA, USA.
⁵Department of Neurology, University of California San Francisco, San Francisco, CA, USA.
⁶Yale Stem Cell Center, Yale School of Medicine, New Haven, CT, USA.
⁷Department of Cell Biology, Yale University School of Medicine, New Haven, CT, USA.
⁸Department of Pathology, Yale University School of Medicine, New Haven, CT, USA.
⁹Department of Neurology, Yale School of Medicine, New Haven, CT, USA.
¹⁰Institute of Molecular and Cell Biology (IMCB), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), Singapore, Singapore.
¹¹Binformatics Institute (BII), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), Singapore, Singapore.
¹²Gilbert S. Omenn Department of Computational Medicine & Bioinformatics, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA.
¹³Department of Neuroscience, Yale School of Medicine, Yale University, New Haven, CT, USA.
¹⁴Program of Computational Biology and Bioinformatics, Yale University, New Haven, CT, USA.
¹⁵Laboratory of Molecular Neurobiology, Department of Medical Biochemistry and Biophysics, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden. goncalo.castelo-branco@ki.se.
¹⁶Department of Biomedical Engineering, Yale University, New Haven, CT, USA. rong.fan@yale.edu.
¹⁷Yale Stem Cell Center, Yale School of Medicine, New Haven, CT, USA. rong.fan@yale.edu.
¹⁸Department of Pathology, Yale University School of Medicine, New Haven, CT, USA. rong.fan@yale.edu.
¹⁹Human Center for Research on Aging (Yale-Age), Yale School of Medicine, New Haven, CT, USA. rong.fan@yale.edu.

⁰Department of Biomedical Engineering, Yale University, New Haven, CT, USA.

Nature +

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5 de noviembre de 2025

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Resumen

Este estudio mapea el desarrollo del cerebro del ratón y la neuroinflamación usando secuenciación tri-ómica espacial. Revela mecanismos moleculares compartidos y distintos que subyacen al desarrollo y la enfermedad del cerebro.

Área De La Ciencia

La neurociencia
La genómica
Biología del desarrollo

Sus Antecedentes

Comprender el desarrollo del cerebro y la neuroinflamación requiere mapear los cambios moleculares a través del espacio y el tiempo.
Los enfoques multiómicos espaciales ofrecen una resolución sin precedentes para el estudio de sistemas biológicos complejos como el cerebro.

Objetivo Del Estudio

Para crear un atlas tri-atómico espacio-temporal del cerebro en desarrollo del ratón.
Investigar los mecanismos moleculares del desarrollo del cerebro y la neuroinflamación.
Para comparar los procesos de desarrollo en ratones y cerebros humanos.

Principales Métodos

Secuenciación tri-ómica espacial (secuenciación espacial de las proteínas ATAC-ARN y secuenciación espacial de las proteínas CUT&Tag-ARN).
Imagen por inmunofluorescencia multiplexada (co-detección por indexación (CODEX)).
Generación de un atlas espacio-temporal desde el día postnatal 0 (P0) hasta el P21 en ratones.

Principales Resultados

Se identificó la persistencia temporal y la propagación espacial de la accesibilidad de la cromatina para los factores de transcripción que definen las capas en la corteza.
Primado dinámico de cromatina observado de genes de mielina en el cuerpo calloso y un papel para las neuronas de proyección en la axonogénesis y la mielinización.
Se detectaron programas moleculares compartidos entre el desarrollo y la neuroinflamación, con la microglía mostrando programas inflamatorios / de resolución conservados y distintos.

Conclusiones

El desarrollo cerebral y la neuroinflamación comparten mecanismos moleculares comunes y diferenciales.
La multiomía espacial proporciona un recurso poderoso para el estudio de la función cerebral y la enfermedad.
El estudio ofrece información sobre la axonogénesis coordinada y la mielinización durante el desarrollo.