百名科学家组成的团队近日利用自主研发的空间转录组测序技术Stereo-seq和snRNA-seq技术,绘制了猕猴皮质中的细胞类型分类图,并揭示了细胞类型组成与各灵长类大脑区域之间的关系,这为进一步研究神经回路提供了分子和细胞基础。
该研究发表在《细胞》杂志上。
灵长类动物拥有大量神经元,形成复杂的神经回路,支持高级认知和行为。这些细胞和回路的破坏可能导致各种脑部疾病。了解大脑中细胞的组成和空间分布,以及它们之间的关系,是神经科学的一个基本问题,就像化学中的元素周期表、地理发现中的世界地图或人类发现的DNA碱基序列一样。基因组测序。
与其他物种相比,灵长类动物,包括猕猴作为最接近人类的动物模型,具有更高的认知和社交能力,以及更大的皮质和更多的细胞类型。例如,猕猴大脑拥有超过 60 亿个细胞,可以根据其分子、形态或生理特征分为数百种细胞类型,并且它们的空间分布跨越数百个不同的大脑区域。
破译皮质中细胞亚型的组成和空间分布模式对于理解灵长类动物大脑的组织原理至关重要。
在这项研究中,科学家们利用了一种新开发的大视场空间转录组方法Stereo-seq,以及一种独立开发的方法来制备猕猴大脑的厘米级薄片用于实验。
通过结合大规模单细胞转录组分析,他们获得了食蟹猕猴整个皮质的完整三维单细胞图谱,为系统分析食蟹猴内部细胞类型分布特异性和区域特异性提供了指导。皮质,以及分子特征。
此外,科学家发现谷氨酸能神经元、GABA能神经元和非神经元细胞在整个大脑皮层的分布表现出明显的皮质和区域特异性。有趣的是,视觉和体感系统中的细胞类型组成与大脑区域的层次结构之间存在显着的相关性。