Bilim adamları, makak korteksinin tek hücreli uzamsal dağılımının bir atlasını ortaya koyuyor

Yaklaşık 100 bilim adamından oluşan bir ekip kısa bir süre önce makak korteksindeki hücre tipi sınıflandırmasını haritaladı ve hücre tipi kompozisyonu ile primat beyninin çeşitli bölgeleri arasındaki ilişkiyi kendi geliştirdiği bir mekansal transkriptom sıralama tekniği olan Stereo-seq ve snRNA-seq kullanarak ortaya çıkardı. Nöral devrelerin daha fazla araştırılması için moleküler ve hücresel bir temel.

Çalışma yayınlandı hücreBilim adamları Nörobilim Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi Beyin Bilimi ve İstihbarat Teknolojisinde Mükemmeliyet Merkezi, BGI Araştırması, Lingang Laboratuvarı, Şanghay Beyin Bilimi ve Beyinden İlham Alan Teknoloji Merkezi, Tencent Yapay Zeka Laboratuvarı ve ayrıca İsveç’te Karolinska Institutet ve KTH Royal Institute of Technology,

Primatlar, gelişmiş biliş ve davranışı destekleyen karmaşık ve karmaşık nöral devreler oluşturan çok sayıda nörona sahiptir. Bu hücrelerdeki ve devrelerdeki bozukluklar, çeşitli beyin bozukluklarına yol açabilir. Beyindeki hücrelerin yapısını ve mekansal dağılımını ve aralarındaki ilişkileri anlamak, kimyadaki periyodik tablo, coğrafi keşiflerdeki dünya haritası veya insan aracılığıyla keşfedilen DNA baz dizilimi ile karşılaştırılabilecek kadar nörobilimde temel bir sorudur. . Genom dizilimi.

Diğer türlerle karşılaştırıldığında, insana en yakın hayvan modeli olan makaklar da dahil olmak üzere primatlar, daha yüksek bilişsel ve sosyal yeteneklere, daha büyük ölçeklere ve daha fazla hücre tipine sahiptir. Örneğin, altı milyardan fazla hücre içeren makak beyni, moleküler, morfolojik veya fizyolojik özelliklerine göre yüzlerce hücre tipine ayrılabilir ve bunların mekansal dağılımı yüzlerce farklı beyin bölgesini kapsar. Korteksteki hücre alt tiplerinin yapısını ve uzamsal dağılım modellerini deşifre etmek, primat beyinlerinin organizasyon ilkelerini anlamak için çok önemlidir.

Bu çalışmada bilim adamları, Stereo-seq adı verilen yeni geliştirilmiş geniş görüş alanlı uzamsal transkripsiyon yöntemini ve deneyler için makak beyninin santimetre inceliğinde dilimlerini hazırlamak için bağımsız olarak geliştirilmiş bir yöntemi kullandılar. Büyük ölçekli tek hücreli transkriptom analizini birleştirerek, yengeç yiyen bir makağın tüm korteksinin kapsamlı bir tek hücreli 3D atlasını elde ettiler ve korteks içindeki hücre tipi dağıtım özgüllüğü ve bölgesel özgüllüğün sistematik analizi için kanıt sağladılar. Moleküler özelliklerin yanı sıra.

Ayrıca bilim adamları, glutamaterjik nöronların, GABAerjik nöronların ve nöronal olmayan hücrelerin serebral korteks boyunca dağılımlarında belirgin kortikal ve bölgesel özgüllük gösterdiklerini bulmuşlardır. İlginç bir şekilde, görsel ve somatosensoriyel sistemlerde hücre tipi kompozisyonu ile beyin bölgelerinin hiyerarşik organizasyonu arasında anlamlı bir korelasyon vardı. Aynı hiyerarşik seviyedeki beyin bölgeleri, hücre kompozisyonu ile beyin bölgesi yapısı arasındaki ilişkiyi ortaya çıkaran benzer hücre tipi kompozisyonlara sahip olma eğilimindedir.

Ayrıca, türler arasındaki türleri insan ve fare beyinlerinden elde edilen halka açık tek hücreli verilerle karşılaştırarak, bilim adamları, ağırlıklı olarak 4. katmanda yer alan primatlara özgü glutamaterjik nöronları ve FOXP2, DCC ve dahil olmak üzere insan hastalıklarıyla ilişkili yüksek oranda eksprese edilmiş genleri belirlediler. EPHA3. .

Bu çalışma, tüm makak serebral korteksinin kapsamlı bir tek hücreli ve uzamsal transkriptom veri setini üreterek gelecekteki araştırmalar için önemli bir veri kaynağı sağladı. Veriler artık https://macaque.digital-brain.cn/spatial-omics adresinde herkese açık olarak mevcuttur.

Gelecekte ekip, beyin hastalıklarının mekanizmaları ve hedef gelişimi, beyin hücresi ve yapısal gelişimi ve beyin işlevinin hücresel ve moleküler mekanizmalarına odaklanmaya devam edecek.