史上最大人脑细胞图谱问世

人脑是人体最复杂的器官，科学家一直对其进行研究。2023年10月12日，分别刊发于《科学》《科学进展》《科学-转化医学》的21篇论文，公布并阐释了迄今最大的人类脑细胞图谱，揭示了3 000多种脑细胞类型的特征，其中许多是科学上的新发现。

这一巨大的细胞图谱提供了大脑的详细快照，有助于深入了解人脑的独特之处，推动脑部疾病、认知能力等方面的研究。

据悉，上述研究是美国国立卫生研究院“推进创新神经技术脑研究计划——细胞普查网络”(BICCN)的一部分。该计划旨在对人类、非人类灵长类动物、小鼠等的脑细胞类型进行编目，以提高对知之甚少的大脑疾病背后细胞机制的理解。

澳大利亚墨尔本大学弗洛里神经科学与心理健康研究所神经科学家Anthony Hannan表示，研究人员曾使用磁共振成像技术等绘制人脑图谱，但上述研究公布的是第一张单细胞水平完整人脑图谱，展示了复杂的分子相互作用。该图谱为更好了解人类大脑奠定了基础。

在该研究中，荷兰乌得勒支大学医学中心神经科学家Kimberly Siletti及其团队，利用3名已故男性捐赠者的组织样本，对覆盖整个人类大脑106个部位的300多万个个体细胞进行了RNA测序。这为图谱的完成筑牢了基石。

Siletti等人还对一名女性捐赠者的运动皮层进行了解剖，分析记录了脑细胞的461个大类，其中包括3 000多种亚型。

该研究中的其他团队则深入探讨了基因在不同细胞中的调节和表达机制。

美国索尔克生物研究所分子生物学家Joseph Ecker和同事使用上述3名男性的组织样本，分析了50多万个细胞中开启或关闭基因的化学标记。

充当开关的各种分子使科学家能够识别近200种脑细胞类型。即使是同一类型细胞中的同一基因，在整个大脑中也可能具有不同的特征，存在显著的区域性差异。

Ecker说，确定激活或阻断脑细胞基因表达的开关，可能有助于诊断大脑疾病、开发量身定制的治疗方法。

美国加州大学圣迭戈分校分子生物学家任兵团队还对基因开关如何导致疾病风险进行了深入分析。他们同样借助3名男性的组织样本，分析了100多万个脑细胞是如何获取和使用基因信息的。

任兵等人发现了某些脑细胞类型与神经精神障碍，如双相情感障碍、抑郁症和精神分裂症等的联系。他们利用细胞类型数据预测了基因开关如何影响基因调节并增加神经系统疾病的风险。例如，在清除死亡或受损细胞的小胶质细胞中，一些基因开关与阿尔茨海默病风险密切相关。

任兵介绍，BICCN团队下一步将研究更多的组织样本，对大脑各部分的更多细胞进行测序，以了解人类大脑在不同年龄人群中的变化。