发布时间:2023-07-13
大脑由哪些细胞组成、这些细胞的空间分布有什么规律,是脑科学的基本问题。北京时间昨天(12),全球首个单细胞分辨率的猕猴大脑皮层细胞空间分布图谱在国际著名学术期刊《细胞》上在线发表。这项成果由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心与多个单位组成的百人科研团队合作完成,为探究疾病和细胞的关系打下了基础,也为疾病的精准治疗提供了新的方向。请听报道:
想要破解大脑的奥秘,困难重重。其中一个重要原因是,大脑神经细胞的结构与功能的多样性非同一般。而绘制出一张完整的大脑细胞分布图,将推动神经科学研究迈上一个全新台阶,因此成为各国脑科学研究争夺的主战场之一。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究组组长、研究员李澄宇说,作为最接近人的模式动物,大脑拥有60亿个神经细胞的猕猴成为最佳研究对象。“要理解人的很多复杂行为的背后的机制,很多疾病的模型要搞清楚机理,(就)要去研究猴脑。猴脑大概是人的拳头这么大,去把它每个细胞它是谁,它在什么位置搞清楚,说穿了就是有点像查户口。”
2021年,脑智卓越中心与与华大合作,利用双方在脑图谱研究和时空组学技术的各自优势,共同开启猕猴大脑细胞图谱的绘制工作。华大生命科学研究院院长、研究员徐讯说,科学家利用公司自主研发的“时空芯片”和超高精度大视场空间转录组测序新技术,将大脑细胞切片贴到特制的芯片后,即可捕获并区分细胞的类别,定位具体位置:“目前能够实现细胞甚至亚细胞精度的,以及做猴脑,甚至是未来人脑这么大尺寸的组织器官,我们的技术在全球具有非常强的竞争力。”
得益于此,科研团队成功采集了3只猕猴左半脑的161张厚度为10微米切片的空间转录组数据,获得了百万级别的猕猴大脑皮层单细胞核转录组数据,最终将猕猴大脑皮层中超过4200万个单细胞分成264种类型,绘制在一张三维“地图”里。通过观察这张“细胞地图”,李澄宇和团队已经有了一系列全新的发现,“我们发现了比较兴奋性的神经元和抑制性神经元以及非神经元在空间上有非常强的特异性分布,不同的类型的细胞,它的空间的分布是有规律的,就是比如说,我不太会在黄埔区出现,基本在徐汇区出现。”
目前,猕猴全脑皮层的单细胞以及空间转录组数据已实现公开共享。
而此次成果,在脑智卓越中心学术主任蒲慕明院士看来,是继人类基因组计划后,人类收获的又一本需要研究解读的“生命天书”,未来,通过跨越多个单位、多个领域的团队合作,在脑疾病机制与靶点研发、脑细胞与脑结构演化、脑功能的细胞分子机制等领域,有望持续产生原创性、引领性成果:“今天发表的内容就是表征了至少在图谱的研究领域,我们在非人灵长类研究,在国际上是保持领先地位。这只是开始,大脑里面还有皮层下很多组织,这个细胞的图谱,还有很多工作(成果)慢慢要出来。”
来源 上海电台记者李雪梅 2023年7月13日