近(12)日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）、華大生命科學研究院等多家單位，共超過100位研究人員組成的團隊，以單細胞空間轉錄體建構出3D獼猴大腦皮質圖譜，成果發表在頂尖期刊《Cell》。此研究為迄今最完整的靈長類腦細胞圖譜，樹立了腦科學發展的新里程碑，有助於未來阿茲海默症、帕金森氏症等腦部疾病的研究。
 
研究團隊使用的是華大研發的空間體學技術「Stereo-seq」，具有亞細胞等級(500 nm)解析度，還擁有超大視野，能解決研究大組織的難題，並結合華大研發的高通量單細胞轉錄體定序技術「DNBelab C4 snRNA-seq」，取得獼猴大腦皮質單細胞轉錄體數據。
 
透過研究143個獼猴大腦皮質區域，研究團隊以單細胞的基因表現、狀態與空間資訊，定義出264種大腦細胞類型，並繪製出這些細胞類型在整個皮質中的空間分佈圖。
 
其中，團隊描繪了興奮性神經元、抑制性神經元以及非神經元細胞，在大腦皮質不同的層級(hierarchy)和區域的分布偏好；以及不同區域之間，細胞類型組成和複雜度的差異。
 
接著，研究團隊以視覺系統和體感(somatosensory)系統展開進一步研究，結果發現，兩個系統的細胞類型組成與腦區層級之間存在顯著的相關性：處於同一層級的腦區通常由類似的細胞類型組成。
 
此外，研究團隊將彌猴的轉錄體數據，與公開的人類和小鼠皮質轉錄體數據進行跨物種比較，發現在彌猴腦區第4層有眾多靈長類特有的興奮性神經元細胞，並且這些細胞高度表現與人類疾病相關的基因，包括控制語言能力發展的基因FOXP2、神經發育異常相關基因DCC和EPHA3等。
 
研究人員指出，此項研究為理解靈長類動物大腦的演化、發育、老化和疾病機制，提供了細胞和分子基礎。
 
論文共同通訊作者、華大生命科學研究院院長徐訊表示，獼猴腦細胞圖譜能讓我們進一步認識腦部疾病，並推動腦科學領域的突破性進展，例如促進在腦機介面中，實現更精確的訊號收集與傳遞。
 
參考資料：https://mp.weixin.qq.com/s/8Noy4ySYlKD3eZPXrP2Hkg
論文：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00679-7
 
(編譯/劉馨香)