科学家地图单细胞空间分布图集的猕猴皮层

近100的一个科学家小组最近的程控分类法映射猕猴皮层和揭示了程控组成之间的关系和各种灵长类动物大脑区域使用自主研发的空间转录组测序技术Stereo-seq和snRNA-seq技术,它提供了一种分子和细胞基础神经回路进行进一步调查。

该研究发表在细胞。

灵长类动物的大量神经元构成复杂的和复杂的神经回路支持先进的认知和行为。在这些细胞和电路中断会导致各种脑部疾病。理解组成和空间分布细胞在大脑中,以及它们之间的关系,是神经科学的基本问题,可比元素周期表在化学、地理发现的世界地图,或通过DNA碱基序列发现人类基因组测序。

与其他物种相比,灵长类动物,包括猕猴最接近人类的动物模型有更高的认知和社会能力,以及更大的皮质和更多细胞类型。例如,猕猴大脑,拥有超过六十亿个细胞,可以分为基于分子数以百计的细胞类型,形态,或生理特性,及其空间分布横跨数百个不同的大脑区域。

解密的组成和空间分布模式在皮层细胞亚型了解灵长类动物大脑的组织原则的关键。

在这项研究中,科学家们利用一个新开发的大视场空间称为Stereo-seq转录组方法,和一个独立开发的方法准备厘米级薄片猕猴大脑的实验。

结合大规模单细胞转录组分析,他们获得了全面的三维单细胞阿特拉斯的整个皮质crab-eating猕猴,为系统分析提供指导的程控分布特异性和区域特异性内皮层,以及分子特性。

此外,科学家发现,glutamatergic神经元,gaba ergic神经元,non-neuronal细胞表现出明显的皮质和区域特异性分布在整个大脑皮层。有趣的是,有显著相关性的程控成分和层次组织的大脑区域在视觉和躯体感觉系统。

大脑区域在同一层次级程控成分往往相似,揭示细胞成分和大脑区域结构之间的关系。

此外,通过与公开的单细胞跨物种比较人类和小鼠的大脑的数据,科学家们发现glutamatergic神经元细胞特定的灵长类动物,主要是位于第四层和高表达与人类疾病相关的基因,包括DCC, EPHA3 FOXP2基因。

本研究全面的单细胞和空间转录组数据集生成整个猕猴大脑皮层,为未来的研究提供一个重要的数据资源。现在公开的数据https://macaque.digital-brain.cn/spatial-omics。

在未来,团队将继续关注脑部疾病的机制和目标发展,脑细胞和构造演化,大脑功能的细胞和分子机制。