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<随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c>世(shi)界(jie)首(shou)套(tao)單(dan)細(xi)胞(bao)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)獼(mi)猴(hou)大(da)腦(nao)皮(pi)層(ceng)细胞空(kong)間(jian)分布(bu)圖(tu)譜(pu)在(zai)上(shang)海(hai)發(fa)布

脑科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)對(dui)於(yu)人(ren)類(lei)是(shi)壹(yi)片(pian)“深(shen)海”，而(er)在今(jin)天(tian)，全(quan)球(qiu)首套单细胞分辨率的猕猴大脑皮层细胞空间分布图谱在上海发布，為(wei)脑细胞構(gou)成(cheng)研究和(he)脑疾(ji)病(bing)发展(zhan)成因(yin)探(tan)索(suo)點(dian)亮(liang)了(le)明(ming)燈(deng)。

2023年(nian)7月(yue)12日(ri)23点， Cell期(qi)刊(kan)在線(xian)发表(biao)了題(ti)为“Single-cell spatial tranome reveals cell-type organization in macaque cortex”的研究論(lun)文(wen)，該(gai)研究成果(guo)由(you)中(zhong)國(guo)科学院(yuan)脑科学與(yu)智(zhi)能(neng)技(ji)術(shu)卓(zhuo)越(yue)創(chuang)新(xin)中心(xin)（神(shen)經(jing)科学研究所(suo)）与華(hua)大生(sheng)命(ming)科学研究院、臨(lin)港(gang)實(shi)驗(yan)室(shi)、上海脑科学与类脑研究中心、騰(teng)訊(xun)AI Lab、深圳(zhen)国家(jia)基(ji)因庫(ku)、瑞(rui)典(dian)皇(huang)家理(li)工(gong)学院、卡(ka)羅(luo)林(lin)斯(si)卡醫(yi)学院等(deng)单位(wei)106人的科研團(tuan)隊(dui)合(he)作(zuo)攻(gong)關(guan)完(wan)成。

该研究利(li)用(yong)我(wo)国自(zi)主(zhu)研发的超(chao)高(gao)精(jing)度(du)大視(shi)場(chang)空间轉(zhuan)錄(lu)組(zu)測(ce)序(xu)技术Stereo-seq和高通(tong)量(liang)单细胞核(he)转录组测序技术DNBelab C4 snRNA-seq，成功(gong)繪(hui)制(zhi)了猕猴大脑皮层的细胞类型(xing)分类樹(shu)，並(bing)揭(jie)示(shi)了细胞类型组成和靈(ling)長(chang)类脑區(qu)层級(ji)結(jie)构之(zhi)间的关系(xi)，为進(jin)一步(bu)研究各(ge)类神经元(yuan)之间的連(lian)接(jie)提(ti)供(gong)了分子(zi)细胞基礎(chu)。

猕猴是演(yan)化(hua)中離(li)人最(zui)近(jin)的模(mo)式(shi)動(dong)物(wu)

灵长类大脑神经细胞數(shu)量巨(ju)大，它(ta)們(men)相(xiang)互(hu)连接形(xing)成了復(fu)雜(za)而精细、支(zhi)撐(cheng)高级認(ren)知(zhi)和行(xing)为的特(te)定(ding)神经環(huan)路(lu)；這(zhe)些(xie)细胞和环路的異(yi)常(chang)導(dao)致(zhi)了多(duo)種(zhong)脑疾病。

大脑由哪(na)些细胞组成、这些细胞的空间分布有(you)什(shen)麽(me)規(gui)律(lv)，是脑科学的基本(ben)問(wen)题，其(qi)重(zhong)要(yao)性(xing)类似(si)于人类基因组計(ji)劃(hua)完成的DNA堿(jian)基序列(lie)。

通讯作者(zhe)、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究组组长、研究員(yuan)李(li)澄(cheng)宇(yu)介(jie)紹(shao)，与其他(ta)物种相比(bi)，灵长类动物具(ju)有更(geng)高的认知和社(she)會(hui)能力(li)，同(tong)時(shi)具有更大的皮层和更多细胞类型。比如(ru)与人类最接近的模式动物-猕猴，其大脑包(bao)含(han)超過(guo)60億(yi)個(ge)神经元，根(gen)據(ju)它们的分子、形態(tai)或(huo)生理特征(zheng)及(ji)其空间分布规律，可(ke)以(yi)將(jiang)其分为数百(bai)种细胞类型，分布在数百个不(bu)同的脑区中。解(jie)析(xi)皮层中细胞亞(ya)型的组成及其空间分布规律对于闡(chan)明灵长类大脑的组織(zhi)规律至(zhi)关重要。

该研究采(cai)用了一种新開(kai)发的大视野(ye)空间转录组Stereo-seq方(fang)法(fa)，并结合任(ren)務(wu)需(xu)要，自主开发了一种制備(bei)猕猴大脑厘(li)米(mi)尺(chi)度薄(bo)切(qie)片的方法。结合大规模的单细胞核转录组分析，攻关团队獲(huo)得(de)了食(shi)蟹(xie)猴全皮层的三(san)維(wei)单细胞空间分布图谱，为系統(tong)分析细胞类型在皮层內(nei)各层面(mian)特异和区域(yu)特异的分布，以及基因表達(da)特征提供了目(mu)前(qian)最完整(zheng)的灵长类大脑数据。

總(zong)體(ti)实验設(she)计。利用Stereo-seq技术采集(ji)了3只(zhi)猕猴左(zuo)半(ban)脑的161張(zhang)厚(hou)度为10微(wei)米切片的空间转录组数据。同时利用顯(xian)微切割(ge)结合单细胞核转录组测序技术了获得了百萬(wan)级別(bie)的猕猴大脑皮层单细胞核转录组数据。通过单细胞核转录组和空间转录组整合分析，绘制了食蟹猴大脑全皮层的三维单细胞空间分布图谱。

团队发現(xian)，大量興(xing)奮(fen)性神经元、抑(yi)制性神经元以及非(fei)神经元细胞在大脑皮层中的分布呈(cheng)现明显的各层面及各脑区的特异性。更为有趣(qu)的是，视覺(jiao)和軀(qu)体感(gan)觉系统的细胞类型组成与脑区层级组织之间存(cun)在显著(zhu)的相关性，處(chu)于相同层级的脑区往(wang)往具有类似的细胞类型组成，揭示了细胞组成和脑区结构之间的关系。

猕猴大脑皮层细胞类型空间分布图谱。(A) 数百种细胞类型在猕猴大脑不同位置(zhi)（上）以及5张典型代(dai)表性切片（下(xia)）上的空间分布。（B）多种细胞类型呈现各层面的分布特异性。（C）五(wu)种细胞类型及其特征基因的空间分布和表达模式。

此(ci)外(wai)，攻关团队通过与公(gong)开发表的人脑和鼠(shu)脑的单细胞数据进行跨(kua)物种比較(jiao)，发现灵长类特有的分布于第(di)四(si)层的兴奋性神经元细胞，并且(qie)这些细胞高度表达与人类疾病相关的基因，包括(kuo)FOXP2, DCC以及EPHA3等。

该研究產(chan)生了较为完整的世界首套猕猴全脑皮层的单细胞以及空间转录组数据，为後(hou)續(xu)相关研究提供了重要的数据資(zi)源(yuan)库，现已(yi)实现公开共(gong)享(xiang)（ https://macaque.digital-brain.cn/spatial-omics）。

猕猴大脑皮层细胞类型及基因表达数据库。

作者欄(lan)裏(li)密(mi)密麻(ma)麻的名(ming)字(zi)

看(kan)到(dao)研究文章(zhang)作者一栏里密密麻麻的名字，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心全脑介觀(guan)神经聯(lian)接图谱研究（单细胞分型）平(ping)臺(tai)主任李超博(bo)士(shi)說(shuo)，仿(fang)佛(fo)又(you)回(hui)到了當(dang)时做(zuo)时空芯(xin)片实验时那(na)熱(re)鬧(nao)非凡(fan)的场景(jing)，“很(hen)少(shao)有課(ke)题像(xiang)这个項(xiang)目一樣(yang)需要这么多的人共同協(xie)作一起(qi)完成，確(que)实是眾(zhong)誌(zhi)成城(cheng)，共闖(chuang)難(nan)关。”

李澄宇作为通讯作者群(qun)体的代表也(ye)感嘆(tan)著(zhe)这次(ci)协同攻关的力量。

据他回憶(yi)，这个项目源起于2021年的春(chun)節(jie)，2021年2月6日，蒲(pu)慕(mu)明院士帶(dai)領(ling)团队兩(liang)次訪(fang)问华大，雙(shuang)方确定以华大时空组学技术、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心猕猴脑图谱研究为合作支撑，盡(jin)快(kuai)在重点脑区 的图谱展开全面合作，引(yin)领学科和理论发展。隨(sui)后，年初(chu)二(er)就(jiu)討(tao)论组织第一輪(lun)实验，年初三中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心建(jian)立(li)指(zhi)揮(hui)部(bu)并确定项目的体制機(ji)制保(bao)障(zhang)、目標(biao)、时间表、任务分工和路线图。

在2年的时间内，研究组每(mei)周(zhou)五雷(lei)打(da)不动开例(li)会讨论， 有观点不同时激(ji)烈(lie)的爭(zheng)吵(chao)，有遇(yu)到难题时难掩(yan)的惆(chou)悵(chang)，也有看到曙(shu)光(guang)时隔(ge)着屏(ping)幕(mu)傳(chuan)遞(di)出(chu)來(lai)的兴奋和激动。 也正(zheng)是因为这样緊(jin)鑼(luo)密鼓(gu)地(di)合作，讓(rang)世界首套单细胞分辨率的猕猴大脑皮层细胞空间分布图谱如此快地面世。

李澄宇透(tou)露(lu)，接下来将持(chi)续团队攻关，繼(ji)续在脑疾病机制与靶(ba)点研发、脑细胞与脑结构演化、 脑功能的细胞分子机制等领域鉆(zuan)研，推(tui)动中国在相关领域持续产生原(yuan)创性、引领性成果。

蒲慕明院士说，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心将堅(jian)持原則(ze)，力争在優(you)勢(shi)领域保持国際(ji)领先(xian)，在重大前沿(yan)领域占(zhan)据一席(xi)之地。

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、劉(liu)志勇(yong)、青(qing)年研究员孫(sun)怡(yi)迪(di)、副(fu)研究员沈(shen)志明，华大生命科学研究院研究员徐(xu)讯、刘龍(long)奇(qi)、黎(li)宇翔(xiang)，临港实验室研究员魏(wei)武(wu)，腾讯AI Lab AI医療(liao)首席科学家姚(yao)建华研究员为该论文共同通讯作者。

华大生命科学研究院研究员陳(chen)奧(ao)、副研究员雷瑩(ying)、研究员廖(liao)莎(sha)、碩(shuo)士研究生朱(zhu)志勇，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心青年研究员孙怡迪、单细胞平台主任李超、博士研究生孟(meng)娟(juan)、研究员梁(liang)智鋒(feng)、助(zhu)理研究员袁(yuan)妮(ni)妮、工程(cheng)師(shi)楊(yang)浩(hao)，临港实验室博士后柏(bai)亦(yi)沁(qin)，中国科学院上海營(ying)養(yang)与健(jian)康(kang)所博士研究生刘振(zhen)，腾讯AI Lab研究员吳(wu)子涵(han)为该论文的共同第一作者。

该成果获得了科技部科技创新2030-重大项目“脑科学与类脑研究”、上海市(shi)级重大專(zhuan)项“全脑神经联接图谱与克(ke)隆(long)猴模型计划”、中国科学院、基金(jin)委(wei)、深圳市、临港实验室重大任务等项目的支持。返(fan)回搜(sou)狐(hu)，查(zha)看更多

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