脑细胞图谱：开启神经科学研究新时代
脑细胞图谱：开启神经科学研究新时代
理解大脑这一复杂器官的本质是人类历史上最大的挑战之一。最近，BICCN（BRAIN Initiative - Cell Census Network）在Nature和Science杂志上发表了关于小鼠和人类的一系列细胞空间图谱。与此同时，中国科学家领衔在Cell杂志上发布了猕猴大脑皮层的细胞空间细胞图谱，为了解非人灵长类动物的复杂皮层空间结构提供了宝贵资源。由美国与中国的科学家领头合作，通过结合单细胞与空间组学方法，构建了鼠、猕猴和人类脑的细胞空间蓝图，推动了对脑细胞复杂性的重大跨越理解，揭示了大脑细胞的复杂景观，标志着神经科学研究朝着全面理解和探索迈出了重要的一步。
最近，神经科学领域取得了一系列重大突破，利用单细胞与空间组学技术，科学家们发布了小鼠、猕猴和人类的脑细胞图谱，深入探索了它们的脑部细胞组织和分布，揭示了脑细胞类型的复杂多样性，以及在不同物种和脑区域中的差异。
首先，BICCN的多个研究团队在Nature上发表涵盖了整个小鼠大脑图谱的系列文章，深入探究了小鼠大脑的细胞类型和空间组织。通过对700万个单细胞及1000万个细胞的空间组学测序，描绘了小鼠脑的复杂细胞景观。此外，通过对2300万细胞进行的染色质可及性测序，揭示了神经元的分子特性与其表观遗传学特异性之间的协调关系。这一全面认识不仅揭示了不同脑区域细胞类型多样性的意外细微差异，还突出了转录因子基因在定义脑细胞类型多样性中的关键作用，为我们提供了塑造不同脑区域之间细胞状态的表观遗传景观。
其次，Cell杂志上刊登了由华大基因主导的猕猴大脑皮层细胞图谱研究工作，绘制了约600万个皮层细胞类型的空间分布，为我们提供了关于猕猴大脑结构和功能的全面认识。更重要的是，该研究还为科学家探索灵长类动物脑部进化提供了宝贵资源。
最后，BICCN领衔多个研究团队在Science上发表的人类大脑细胞图谱的系列研究，为我们提供了对人类大脑细胞组织和分布的深入了解。研究人员开创性地探索了涵盖整个人脑内近100个解剖位置的细胞，揭示了分布在不同脑区域的330万多个细胞的细微差异。另一项研究检测了人脑皮层的八个区域中超120万个细胞，表明了虽然大多数区域包含相似的细胞类别，但每种类型的细胞比例及非神经元细胞的空间定位方面存在差异。此外，在对感觉信息处理至关重要的人丘脑中逾16万个细胞的发育过程进行了测序，为我们提供了在关键发育阶段细胞多样化的重要洞见。通过细致地分析人类大脑各个区域的细胞组成，揭示了人类大脑细胞类型的丰富性和多样性，为神经系统疾病的研究提供了重要资源。
综上所述，通过单细胞与空间组学数据，这些细胞图谱研究为我们提供了深入了解不同物种大脑细胞组织和空间分布的资源，为神经科学研究的发展开辟了新的道路，为解密大脑提供新的视角。
展望未来，脑细胞资源的建设为神经科学领域带来了巨大的进步，但在应用方面仍有许多待发掘的机遇。随着数据量增加，我们将致力于深入研究单细胞和空间数据，以利用这些信息改进诊断、治疗和个性化干预方法。未来，跨学科合作和大数据驱动的研究将成为我们探索新的诊断、治疗和患者护理方法的关键。
本文原文来自The Innovation