《自然》12月14日發(fā)表了一系列來自腦科學(xué)計劃—細(xì)胞普查聯(lián)盟（BICCN）的論文，報告了迄今為止最為全面、詳細(xì)的小鼠完整大腦細(xì)胞圖譜。

新的發(fā)現(xiàn)對大腦的結(jié)構(gòu)和組織，以及單個腦細(xì)胞和神經(jīng)回路的功能進(jìn)行了闡釋。這些工作提供了一個新工具，可供進(jìn)一步研究哺乳動物大腦的發(fā)育和演化，包括不同類型細(xì)胞組織可能如何造成神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。

哺乳動物大腦復(fù)雜多樣的活動受高度特化的神經(jīng)回路控制，這些回路由功能特性各異的眾多細(xì)胞類型組成。為了理解大腦的運(yùn)作，需要詳細(xì)了解大腦的細(xì)胞類型及回路的組織和功能。

之前探測大腦的工作受限于選定的區(qū)域，但BICCN的9篇新論文及相關(guān)工作，提供了針對整個小鼠大腦的詳細(xì)調(diào)查結(jié)果。

其中，在旗艦論文中，美國艾倫腦科學(xué)研究所曾紅葵和同事，描述了如何從結(jié)合了約400萬細(xì)胞的單細(xì)胞RNA測序和約430萬細(xì)胞的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)中創(chuàng)建出這一高分辨率圖譜。

研究人員提出了一個四級分類的圖譜：34類、338個亞類，1201個超型、5322個細(xì)胞群。

研究結(jié)果表明了不同腦區(qū)細(xì)胞類型組織的獨特特征，其中背側(cè)區(qū)域含有細(xì)胞類型較少，但多樣性較高；而腹側(cè)含有大量彼此更為緊密關(guān)聯(lián)的神經(jīng)元類型。此外，轉(zhuǎn)錄因子在決定整個大腦細(xì)胞類型分類中的作用得到了確認(rèn)。

在另一篇論文中，美國索爾克生物學(xué)研究所Joseph Ecker和同事比較了人類、獼猴、狨猴和小鼠初級運(yùn)動皮層的基因調(diào)控。

研究人員發(fā)現(xiàn)了與多發(fā)性硬化、厭食和煙癮相關(guān)的遺傳變異中的保守特征。這些發(fā)現(xiàn)表明了大腦圖譜的價值，可用于識別造成神經(jīng)系統(tǒng)疾病和特性的遺傳變異。

這一系列中的其他論文則識別了影響特化細(xì)胞功能的細(xì)胞特異性遺傳特征，或探索了大腦不同部分細(xì)胞類型如何形成聯(lián)系。

“細(xì)胞類型圖譜的重要性，不僅在于在細(xì)胞尺度上理解大腦結(jié)構(gòu)，也在于對大腦演化做出準(zhǔn)確推斷?！痹谝黄瑫r發(fā)表的新聞與觀點討論中，美國哥倫比亞大學(xué)Maria Antonietta Tosches寫道。

澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)Heather Lee補(bǔ)充道，“本期發(fā)表的這些工作為神經(jīng)生物學(xué)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的許多重要發(fā)現(xiàn)奠定了堅實基礎(chǔ)。”

相關(guān)論文信息：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06800-3

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06818-7

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06808-9

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06823-w

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06805-y

來源：中國科學(xué)報