國際腦科學(xué)計劃-細胞普查聯(lián)盟（BICCN）近日發(fā)表了迄今為止最全面詳細的小鼠完整大腦細胞類型的特性描述和分類，對大腦的結(jié)構(gòu)和組織以及單個腦細胞和神經(jīng)回路的功能提供了見解，也為進一步研究哺乳動物大腦的發(fā)育和演化提供了一項工具，包括不同類型細胞的組織可能如何造成神經(jīng)系統(tǒng)疾病。這一系列研究發(fā)表于《自然》。
哺乳動物大腦復(fù)雜多樣的活動受高度特化的神經(jīng)回路控制，這些回路由功能特性各異的眾多細胞類型組成。為了理解大腦的運作，需要詳細了解腦的細胞類型及回路的組織和功能。過去探測大腦的工作受限于選定區(qū)域，BICCN的研究提供了對整個小鼠大腦的詳細調(diào)查。
在旗艦論文中，美國艾倫腦科學(xué)研究所的曾紅葵與合作者描述了如何從結(jié)合了約400萬細胞的單細胞RNA測序和約430萬細胞的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)中創(chuàng)建出這一高分辨率圖譜。他們提出了一個四級分類的圖譜：34類、338個亞類、1201個超型、5322個細胞群。研究表明了不同腦區(qū)細胞類型組織的獨特特征，其中背側(cè)區(qū)域含有細胞類型較少，但多樣性較高，而腹側(cè)含有大量彼此更為緊密關(guān)聯(lián)的神經(jīng)元類型。轉(zhuǎn)錄因子在決定整個大腦細胞類型分類中的作用得到了確認(rèn)。
在另一篇論文中，索爾克生物學(xué)研究所的Joseph Ecker與合作者比較了人類、獼猴、狨猴和小鼠初級運動皮層的基因調(diào)控。他們發(fā)現(xiàn)了與多發(fā)性硬化、厭食和煙癮相關(guān)的遺傳變異中的保守特征。這些發(fā)現(xiàn)表明了大腦圖譜的價值，可用于識別造成神經(jīng)系統(tǒng)疾病和特性的遺傳變異。這一系列中的其他論文識別了影響特化細胞功能的細胞特異性遺傳特征，或探索了大腦不同部分細胞類型如何形成聯(lián)系。
此次研究共含9篇論文，在同期發(fā)表的新聞觀點文章中，哥倫比亞大學(xué)的Maria Antonietta Tosches表示，細胞類型圖譜的重要性不僅在于在細胞尺度上理解大腦結(jié)構(gòu)，也在于對大腦演化做出準(zhǔn)確推斷。澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的Heather Lee也表示，相關(guān)研究為神經(jīng)生物學(xué)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的許多重要發(fā)現(xiàn)奠定了堅實基礎(chǔ)。
研究人員分析了單個小鼠大腦的101個slide-seq切片，從而深入全面了解整個大腦的細胞類型。這張可視化圖中切片被堆疊在一起，以說明小鼠大腦已知主要區(qū)域的覆蓋情況，不同區(qū)域以不同顏色標(biāo)出。圖片來自：Macosko&Chen實驗室
通過單核分析將數(shù)百萬個細胞分成近5000種細胞類型（左），然后映射到slide-seq空間數(shù)據(jù)集上（右）。圖片來自：Macosko&Chen實驗室
左上-基于解剖腦區(qū)的小鼠大腦的3D效果圖；左下-不同腦區(qū)標(biāo)志為不同顏色的小鼠大腦3D效果圖；右上右下-小鼠大腦的垂直切片，不同顏色代表不同細胞類型，圓圈代表根據(jù)表觀基因組分析在小鼠大腦中發(fā)現(xiàn)的細胞類型的數(shù)量和多樣性。圖片來自：索爾克研究所
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06800-3
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06805-y
本文鏈接：國際腦科學(xué)團隊解析小鼠大腦詳細圖譜http://www.www.hxg123.cn/show-11-1744-0.html
聲明：本網(wǎng)站為非營利性網(wǎng)站，本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會到餡餅，請大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。
上一篇： 研究發(fā)現(xiàn)機器學(xué)習(xí)方法或可預(yù)測人類生活多個方面
下一篇： 用呼吸控制“第三只手”