中國科學(xué)家繪制多物種小腦皮層單細(xì)胞空間分布圖譜！
小楊 / 2024-09-29 09:29:12
百歐博偉生物：繼一年前發(fā)布世界首套獼猴大腦皮層單細(xì)胞空間分布圖譜之后，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心蒲慕明院士領(lǐng)銜的聯(lián)合團(tuán)隊在小腦上也取得突破：繪制出小鼠、狨猴和獼猴的小腦皮層單細(xì)胞空間分布圖譜并進(jìn)行跨物種對比。該成果9月27日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員孫怡迪介紹，團(tuán)隊采用了杭州華大生命科學(xué)研究院發(fā)明的單細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，該方法能以約500納米的高空間分辨率和全小腦覆蓋的超大可視面積來繪制小腦皮層單細(xì)胞空間分布圖譜。
通過對比分析，研究人員揭示了三個物種中相同的浦肯野細(xì)胞、顆粒細(xì)胞和分子層中間神經(jīng)元等細(xì)胞類型，并發(fā)現(xiàn)大多數(shù)細(xì)胞類型在物種間是保守的，即它們在進(jìn)化過程中保持了相對穩(wěn)定的特征和功能，但每個細(xì)胞類型中的差異表達(dá)基因高度依賴于物種。
值得一提的是，研究人員發(fā)現(xiàn)靈長類的浦肯野細(xì)胞進(jìn)化出了特有的亞型，分別高表達(dá)和低表達(dá)GRID2基因，而鼠類小腦浦肯野細(xì)胞中GRID2的表達(dá)相對均一。靈長類特有的浦肯野細(xì)胞亞型在誘導(dǎo)長時程抑制相關(guān)基因表達(dá)上有顯著差異，預(yù)示著其在突出可塑性和學(xué)習(xí)記憶過程中的功能差異。
中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員劉賜融介紹，將宏觀的磁共振成像與微觀的單細(xì)胞空間分布圖譜聯(lián)系起來，是此次成果的一大創(chuàng)新。“我們通過磁共振看腦活動，得出小腦皮層不同部位之間的功能連接關(guān)系。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了基因表達(dá)與小腦內(nèi)功能連接之間的密切關(guān)系，確定與功能連接相關(guān)的基因。”劉賜融說。
據(jù)悉，該成果由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合杭州華大生命科學(xué)研究院、上海腦科學(xué)與類腦研究中心、中國科學(xué)院遺傳進(jìn)化與動物模型重點實驗室、臨港實驗室、華南理工大學(xué)、騰訊AI Lab等單位80多人的科研團(tuán)隊合作完成。
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