اطلس سلول مغز پستانداران پایه مولکولی و سلولی را برای تحقیقات مدار عصبی فراهم می کند

تیمی متشکل از نزدیک به 100 دانشمند اخیراً طبقه‌بندی نوع سلولی را در قشر ماکاک ترسیم کردند و با استفاده از فناوری توالی‌یابی رونویسی فضایی خود توسعه یافته Stereo-seq و فناوری snRNA-seq، رابطه بین ترکیب نوع سلولی و مناطق مختلف مغز پستانداران را نشان دادند. که یک پایه مولکولی و سلولی برای بررسی بیشتر در مدارهای عصبی فراهم می کند.

این مطالعه در منتشر شد سلولو دانشمندان از مؤسسه علوم اعصاب، مرکز تعالی در علوم مغز و فناوری هوش آکادمی علوم چین، تحقیقات BGI، آزمایشگاه Lingang، مرکز علوم مغز و فناوری الهام گرفته از مغز شانگهای، آزمایشگاه هوش مصنوعی Tencent و همچنین موسسه کارولینسکا و موسسه فناوری سلطنتی KTH در سوئد،

نخستی ها تعداد زیادی نورون دارند که مدارهای عصبی پیچیده و پیچیده ای را تشکیل می دهند که از شناخت و رفتار پیشرفته پشتیبانی می کنند. اختلال در این سلول ها و مدارها می تواند منجر به اختلالات مختلف مغزی شود. درک ترکیب و توزیع فضایی سلول ها در مغز، و همچنین روابط بین آنها، یک سوال اساسی در علوم اعصاب است که با جدول تناوبی در شیمی، نقشه جهان در اکتشافات جغرافیایی یا توالی پایه DNA که از طریق انسان کشف شده است قابل مقایسه است. توالی یابی ژنوم

در مقایسه با گونه های دیگر، نخستی ها، از جمله ماکاک ها به عنوان نزدیک ترین مدل حیوانی به انسان، دارای توانایی های شناختی و اجتماعی بالاتر و همچنین قشر بزرگتر و انواع سلول های بیشتری هستند. به عنوان مثال، مغز ماکاک، با بیش از شش میلیارد سلول، می تواند به صدها نوع سلول بر اساس ویژگی های مولکولی، مورفولوژیکی یا فیزیولوژیکی آنها طبقه بندی شود و توزیع فضایی آنها صدها منطقه مجزای مغز را در بر می گیرد. رمزگشایی ترکیب و الگوهای توزیع فضایی زیرگروه های سلولی در قشر مغز برای درک اصول سازمانی مغز پستانداران بسیار مهم است.

در این مطالعه، دانشمندان از یک روش رونویسی فضایی میدان دید بزرگ به نام Stereo-seq و روشی مستقل برای تهیه برش‌های نازک در مقیاس سانتی‌متری از مغز ماکاک برای آزمایش‌ها استفاده کردند. با ترکیب تجزیه و تحلیل رونوشت تک سلولی در مقیاس بزرگ، آنها یک اطلس سه بعدی تک سلولی جامع از کل قشر ماکاک خرچنگ خوار را به دست آوردند که راهنمای تجزیه و تحلیل سیستماتیک ویژگی توزیع نوع سلولی و ویژگی منطقه ای را ارائه می دهد. قشر، و همچنین ویژگی های مولکولی.

علاوه بر این، دانشمندان دریافتند که نورون‌های گلوتاماترژیک، نورون‌های GABAergic و سلول‌های غیر عصبی ویژگی قشری و ناحیه‌ای مشخصی را در توزیع خود در سراسر قشر مغز نشان می‌دهند. جالب توجه است که بین ترکیب نوع سلولی و سازماندهی سلسله مراتبی مناطق مغز در سیستم‌های بینایی و حسی همبستگی معنی‌داری وجود دارد. مناطق مغز در همان سطح سلسله مراتبی تمایل به داشتن ترکیبات نوع سلولی مشابه دارند، که رابطه بین ترکیب سلولی و ساختار ناحیه مغز را آشکار می کند.

علاوه بر این، از طریق مقایسه بین گونه‌ای با داده‌های تک سلولی در دسترس عموم از مغز انسان و موش، دانشمندان سلول‌های عصبی گلوتاماترژیک مخصوص پستانداران را شناسایی کردند که عمدتاً در لایه 4 قرار دارند و ژن‌های بسیار بیانگر مرتبط با بیماری‌های انسانی از جمله FOXP2، DCC، و EPHA3.

این مطالعه مجموعه داده جامعی از رونویسی های تک سلولی و فضایی را برای کل قشر مغز ماکاک ایجاد کرد که منبع داده مهمی را برای تحقیقات آینده فراهم می کند. داده ها اکنون در https://macaque.digital-brain.cn/spatial-omics به صورت عمومی در دسترس هستند.

در آینده، تیم تمرکز خود را بر روی مکانیسم‌ها و توسعه هدف بیماری‌های مغزی، تکامل سلولی و ساختاری مغز و مکانیسم‌های سلولی و مولکولی عملکرد مغز ادامه خواهد داد.