Cell!猕猴屏状核单细胞空间组学研究揭示大脑连接新奥秘

亦民评健康 2025-04-11 03:09:38

华大团队近日再获突破!由 Ying Lei、Yuxuan Liu、Mingli Wang 等领衔的研究团队,成功构建了猕猴屏状核的单细胞空间转录组图谱及全脑连接图,相关成果于 2025 年 4 月 3 日发表于《Cell》,为解析灵长类大脑高级功能提供了关键数据支撑。

一、屏状核:大脑 “瑞士军刀” 的未解之谜

屏状核是位于大脑岛叶皮层下方的薄片状结构,与几乎所有皮层区域存在双向连接,被认为参与睡眠调节、注意力控制甚至意识调控。然而,其细胞类型的空间分布及全脑连接模式长期成谜。此次研究利用单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)和空间转录组技术,首次在单细胞分辨率下绘制了猕猴屏状核的分子与空间组织图谱,鉴定出多个新型细胞亚群,并解析了其与前额叶、海马等脑区的功能连接网络。

二、技术亮点:多组学整合破解脑区 “黑箱”

研究团队结合10x Genomics 单细胞平台和Visium 空间转录组技术,对猕猴屏状核进行多维度分析:

单细胞分群:通过 Seurat 包聚类,鉴定出 12 种主要细胞类型,其中 3 类为屏状核特异性神经元,高表达调控突触可塑性的关键基因(如SLC17A7、GAD1)。空间定位:利用高斯过程模型映射细胞类型空间分布,发现抑制性神经元富集于屏状核中部,而兴奋性神经元呈梯度分布,与全脑投射靶点高度相关。连接组分析:结合病毒示踪技术,构建屏状核 - 皮层连接矩阵,揭示其通过谷氨酸能神经元投射调控前额叶认知功能的新机制。三、代码解析:从原始数据到功能验证

研究公开了完整的数据分析流程,通过上述流程,团队验证了屏状核细胞类型的空间异质性,并发现其与皮层连接的分子标记物。

四、生信学习群开放:前沿文献实时共享

面对单细胞、空间组学等前沿技术的井喷式发展,为帮助科研人员及时追踪领域动态,我们特别建立生信交流学习群,提供三大核心服务:

每日文献速递:精选《Cell》《Nature》等顶刊生信相关研究,附技术亮点解析;代码共享库:包含本次研究完整分析脚本(含数据预处理、空间定位、连接组分析),关注公众号回复 “250404” 即可获取;协作答疑:群内汇聚生信工程师与湿实验科研者,实时讨论数据分析难题(如单细胞过滤、空间转录组降维等)。五、从技术到应用:开启脑科学研究新范式

该研究不仅填补了屏状核功能解析的空白,更展示了多组学整合在脑科学研究中的强大潜力。随着单细胞及空间技术的普及,精准解析组织微环境与细胞互作已成为可能。加入我们的学习群,一起追踪前沿技术,让生信分析不再是科研瓶颈!

屏状核是位于大脑岛叶皮层下方的一个薄的端脑结构,它与几乎所有的皮层区域都有相互连接,在大脑功能中发挥着至关重要的作用,包括睡眠调节、注意力引导、认知控制和意识等方面。然而,此前关于屏状核的分子和细胞组织仍存在许多未解之谜,其细胞类型的空间分布以及全脑连接情况也尚不明确。

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