Session 1: Neurodevelopment & neurodegeneration

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• increase of injry. hypoxic ischemic event. maternal infections. association of these events with diversion of deveopmental outcomes - schizophrenia, epilepsy, 다른 neuropsyciatric disease. 이 perinatal 시기를 이해하는 것이 질환 연구에 중요하다.
• 이런 요소 SOP에 쓰면 진짜좋을 듯 “Perinatal = blackbox” </aside>

Defining the Dynamic Infant Brain - Mercedes Paredes (UCSF)

• 오늘 발표는 연구실의 Jae Yeon Kim 박사님의 연구를 토대로 이뤄진 것 같음
• 현재 해당 논문은 revision 중인 것 같다?

Piecing together the human brain

• Development 과정에서 어떻게 cell type 만들어지고 heterogeneity가 구성되는가?
• perinatal 기의 injury는 neurodevelopmental condition (ASD, pediatric epilepsy)에 위험
  • 여전히 black box다 in neuroscience → time before and right after: hard to interrogtate ehte infant brain especially directly. how to model?
  • increase of injry. hypoxic ischemic event. maternal infections. association of these events with diversion of deveopmental outcomes - schizophrenia, epilepsy, 다른 neuropsyciatric disease. 이 perinatal 시기를 이해하는 것이 질환 연구에 중요하다.
• Extensive neuronalmigrationin the neonatal brain
  • Neonatal → migration of inhibitory neurons
  • 인간에게는 쥐와 다르게 RMS 외에도 MMS 등의 다른 branch가 있음. 이런 것들을 잘 이해해야 neural 질병을 이해할 수 있을 것임.
  • Arc 같은 경우에는, 인간, 그리고 돼지에서는 보이지만 marmoset과 쥐에서는 conserve 되지 않는 구조임을 샘플에서 비교를 통해 발견함.
    • 확실하게 human, pig에서 Arc ratio이 높게 나왔고, marmosset, mouse는 거의 나타나지 않음
    • 종간 비교를 했을 때, Arc area 비율과 GI에는 정비례하는 관계가 있었다.
  • Arc 지역의 cell type의 특징 → migrating neuron의 marker인 DCX, GAD1의 높은 발현.
  • LGE, MGE, CGE → marker로도 구분되고 다른 유형의 interneuron을 만든다.
  • Arc는 interneuron의 다양한 population이 conserve 된 구조임을 알아냄.
    • Postnatal reservoir for diverse GABAergic interneurons.
      • Arc → human에게서 GABAergic interneuron의 다양성이 나타나게 하는 중요한 영역?
    • Arc: GE ~ immature interneuron 사이의 중간점의 발현 패턴을 보임.
    • Arc가 보존되었던 pig는 인간과 더 유사한 양상을 보임 (DCS, GAD1)
      • 인간의 좋은 모델이 될 수 있음을 시사함.
    • A→P의 axis에 따라 DCX+를 immune staining하여 3D 구조를 살펴보았을 때, DCX+ cell들이 점점 더 insular 쪽으로 들어오는 것을 볼 수 있었다.
    • 여담) 모든 brain 연구는 spatial과 연결되어야하는 것 같다… transcriptome만 보는 건 의미가 없음. Brain region마다의 차이가 너무 크기 때문에.
      • 뇌는 진짜 region에 따른 pattern, function이 다르고 중요한 기관인 것 같음..
      • Expression pattern이 실제 spatial 상에서 보이는 걸 확인하는 게 중요한 것 같다
    • 이 중에 CGE, MGE derived neuron이 다양한데, 그 중에서도 CGE-derived region이 대부분을 차지하여, corical evolving region에서는 CGE 뉴런들의 수가 확장된다고 결론 지을 수 있다.
    • CGE 연관 young neuron들은 Arc에서 기인된 interneuron들
      • Pig & human에서 Arc cortical targets → VIP high neurons
      • Chain of CGE subtype cells
• 결론 & 확장된 연구
  • Arc와 Arc에 있는 세포들이 neuronal migration and expansion과 관련이 있음.
    • Arc is GABA의 origin이다.
  • Hippocampus → subventricular zone 있음, 여기서 adult neurogenesis 일어남
  • Hippocampus ~ brain size와 큰 연관성.
    • Neonatal 때 neural stem cells → newborn neuron, adult neurogenesis
    • Deveopment 과정에서 NSC cell은 어떻게 organize하는가?
      • GW14에 Ventricular에 많았떤 proliferating cell이 GW30됐을 때 다 사라졌다.
      • 2nd trimester → mitotic cell 감소.
  • 1st year → loss of RG and immature neuron
    • prenatal → postnatal (출생 후 1년)
      • Astrocyte 증가
      • RGC 거의 없어짐.
      • Radial glial/immature neuron은 줄어들고 mature neuron은 증가하고
    • RG
  • Hippocampus에서 RG → astrocyte, neuron 두 가지 lineage로
    • 1년차 때 hippocampus neural stem cells → astrocyte feature 보임
  • Adult brain development → novel tool 필요, patient-based outreach (?)

여담) 이 학회는 시간 지나도 중간에 끊거나 하지는 않음. 한국 학회랑 달리 노트북 앞에만 서있는 게 아니라 진짜 테드톡처럼 좀 나와서 청중들을 보면서 하고 많은 제스쳐를 쓰는게 특징인 듯. 긴 시간을 쉬지 않고 같은 톤으로 계속 열정적으로 발표하는게 멋진 것 같다…

• 근데 프롬프터가 있는 거 같기도 해요 Linarsson은 프롬프터 많이 읽더라구요..
• 아하 ㅋㅋㅋ 의외다..

여담) 돼지가 사람이랑 유사성이 꽤 많아보여서 신기했음. 마지막에 웃는 돼지 얼굴이 좀 슬프다..

여담) 이 교수님도 patient와 그들의 가족들에게 감사인사 함 → 진짜 이게 덕목이다!

• Arc의 inhibitory neuron → Alzhiemer’s disease에서 이를 replenish하믕로써 치료법을 개발할 수 있는가? 하는 scientific fiction question이 있었음.
  • Prenatal inhibitory vs. Postnatal inhibitory의 특징을 비교해서 이를 반영한다면 ?

Developmental gene expression patterns driving species-specific cortical features

• VIB-KU Leuven university - Esther Klingler

What is the source of interspecies brain diversity?