作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2023/12/14 9:18:45
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不再受限于选定区域,迄今最完整小鼠大脑图谱创建

 

研究效果图。图片来源:《自然》

《自然》13日发表了一系列来自脑科学计划-细胞普查联盟(BICCN)的论文,报告了迄今为止最为全面详细的小鼠完整大脑细胞类型的特性描述和分类。包括美国艾伦脑科学研究所、索尔克生物学研究所、哈佛大学、哈佛与麻省理工学院博德研究所等机构的顶尖科学家们,给出了对大脑结构和组织,以及单个脑细胞和神经回路功能的见解。这些成果提供了一项工具,可供进一步研究哺乳动物大脑的发育和演化,包括不同类型细胞的组织是如何导致神经系统疾病的。

过去探测大脑的工作受限于选定区域,但此次BICCN的9篇新论文及相关工作,提供了对整个小鼠大脑的详细调查。

在旗舰论文中,科学家描述了如何从结合了约400万细胞的单细胞RNA测序和约430万细胞的空间转录组学数据中创建出这一高分辨率图谱。他们提出了一个四级分类的图谱:34类、338个亚类、1201个超型、5322个细胞群。结果表明不同脑区细胞类型组织的独特特征,其中背侧区域含有细胞类型较少,但多样性较高;而腹侧含有大量彼此更为紧密关联的神经元类型。转录因子在决定整个大脑细胞类型分类中的作用得到了确认。

在另一篇论文中,研究团队比较了人类、猕猴、狨猴和小鼠初级运动皮层的基因调控。他们发现了与多发性硬化、厌食和烟瘾相关的遗传变异中的保守特征。这些发现表明了大脑图谱的价值,可用于识别造成神经系统疾病和特性的遗传变异。这一系列论文中的其他论文识别了影响特化细胞功能的细胞特异性遗传特征,探索了大脑不同部分细胞类型是如何形成联系的。

哺乳动物大脑复杂多样的活动,其实都是受神经回路控制,这些回路再由功能特性各异的众多细胞类型组成。因此,为了理解大脑的运作,必须详细了解脑细胞类型及回路的组织和功能。此次这些成果的意义也正在于此。而细胞类型图谱的重要性,不仅在于从细胞尺度上理解大脑结构,还在于对大脑演化作出准确推断。可以说,它们为神经生物学和神经系统疾病的更多突破性发现,奠定了坚实基础。

 
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