猕猴大脑皮层细胞类型分类树发布
本文转自：光明日报
作者：本报记者 任鹏 颜维琦
《光明日报》（ 2023年07月14日 08版）
【科技前沿】
大脑由哪些细胞组成、这些细胞的空间分布有什么规律，是脑科学的基本问题。7月12日，中国科学家在国际期刊《细胞》在线发表了题为《单细胞空间转录组揭示猕猴大脑皮层的细胞类型组成及分布规律》的研究论文，发布了猕猴大脑皮层单细胞空间分布图谱，为进一步研究各类神经元之间的连接提供了分子细胞基础。
此项研究成果由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）与华大生命科学研究院、临港实验室、上海脑科学与类脑研究中心、腾讯AI Lab、深圳国家基因库、瑞典皇家理工学院、卡罗林斯卡医学院等单位106人的科研团队合作完成。
“理解人类大脑的结构和工作原理是自然科学最具挑战性的前沿问题之一，非人灵长类的全脑神经联接图谱绘制对了解人类大脑的结构和功能至关重要。”论文的共同第一作者、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心全脑介观神经联接图谱研究（单细胞分型）平台主任李超介绍，人脑的高级功能源于其数量巨大和类型复杂的神经细胞及其复杂的神经联接网络，高精度全脑介观神经联接图谱绘制是全面阐明神经系统功能、揭示大脑奥秘的必经之路。
该研究利用我国自主研发的超高精度大视场空间转录组测序技术Stereo-seq，采集了3只猕猴左半脑的161张厚度为10微米切片的空间转录组数据，同时利用高通量单细胞核转录组测序技术DNBelab C4 snRNA-seq，成功绘制了猕猴大脑皮层的细胞类型分类树。
猕猴是与人类高级认知和社会行为最接近的模式动物，其大脑包含超过60亿个神经元，根据它们的分子、形态或生理特征及其空间分布规律，可以将其分为数百种细胞类型，分布在数百个不同的脑区中。揭秘猕猴大脑皮层中的细胞组成、细胞空间分布规律，对于阐明灵长类大脑的组织规律至关重要。
团队发现，大量兴奋性神经元、抑制性神经元以及非神经元细胞在大脑皮层中的分布呈现明显的各层面及各脑区的特异性。更为有趣的是，视觉和躯体感觉系统的细胞类型组成与脑区层级组织之间存在显著的相关性，处于相同层级的脑区往往具有类似的细胞类型组成，揭示了细胞类型组成和灵长类脑区层级结构之间的关系。
此外，团队通过与公开发表的人脑和鼠脑的单细胞数据进行跨物种比较，发现灵长类特有的分布于第四层的兴奋性神经元细胞，并且这些细胞高度表达与人类疾病相关的基因，包括FOXP2，DCC以及EPHA3等。
论文共同通讯作者、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）研究员李澄宇告诉记者，此项研究将有助于相关人脑研究，譬如在抑郁症、阿尔茨海默病等脑疾病机制与靶点的研发，了解人类智能产生等方面都会起到重要作用，团队还将在脑细胞与脑结构演化、脑功能的细胞分子机制等领域继续团队攻关，推动中国在这些领域持续产生原创性、引领性成果。
