中新網(wǎng)深圳3月26日電 (記者 索有為)總部位于深圳的華大集團(tuán)26日發(fā)布信息稱，杭州華大生命科學(xué)研究院聯(lián)合中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越中心、臨港實(shí)驗(yàn)室和騰訊AI實(shí)驗(yàn)室等單位，利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，日前構(gòu)建了具有單細(xì)胞分辨率的成年小鼠大腦圖譜，為大腦功能的理解提供了全新視角，相關(guān)成果在線發(fā)表于《神經(jīng)元》(Neuron)。

　　據(jù)介紹，哺乳動物大腦的復(fù)雜性體現(xiàn)在多樣的細(xì)胞類型、特定的空間分布，以及復(fù)雜的神經(jīng)連接等方面。盡管科學(xué)家此前已通過傳統(tǒng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，以及基于成像或測序的空間組學(xué)技術(shù)構(gòu)建了多種小鼠大腦圖譜，但兼具單細(xì)胞分辨率和覆蓋全基因組范圍的完整大腦圖譜仍屬空白。本次鼠腦圖譜的發(fā)布填補(bǔ)了這一空缺，并基于這兩個優(yōu)勢取得了一系列重要發(fā)現(xiàn)。

　　通過單細(xì)胞分辨率和全基因組覆蓋的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，科研人員成功識別了具有不同空間分布特征的神經(jīng)元亞型。例如，研究揭示了不同腦干運(yùn)動核團(tuán)中不同類型的運(yùn)動神經(jīng)元亞型，這一發(fā)現(xiàn)為深入解析運(yùn)動控制的分子機(jī)制提供了關(guān)鍵線索。研究還發(fā)現(xiàn)部分非神經(jīng)元細(xì)胞類型表現(xiàn)出區(qū)域富集特征，進(jìn)一步拓展了對大腦細(xì)胞分布及其功能多樣性的認(rèn)知。

　　傳統(tǒng)上，大腦區(qū)域的邊界是根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能定義的，忽略了基因的轉(zhuǎn)錄特性。利用全基因組范圍的空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，一方面驗(yàn)證了基于轉(zhuǎn)錄組特征劃分大腦區(qū)域的可行性，另一方面通過空間聚類方法，優(yōu)化了鼠腦的腦區(qū)分割。同時，基因模塊分析揭示了小鼠大腦不同區(qū)域的轉(zhuǎn)錄組特征，這為理解腦區(qū)特異性的分子機(jī)制提供了重要線索，也為研究其他物種的大腦分區(qū)提供了新的方法論支持，有望推動對大腦復(fù)雜結(jié)構(gòu)及其功能的深入理解。

　　此次研究覆蓋從小鼠胚胎期到成年期7個不同時間點(diǎn)的腦部全發(fā)育階段數(shù)據(jù)，揭示了411個具有顯著時空動態(tài)變化的轉(zhuǎn)錄因子，不僅為大腦發(fā)育研究提供了全面的時空轉(zhuǎn)錄組資源，還為神經(jīng)發(fā)育的調(diào)控機(jī)制提供了新的見解。

　　非編碼RNA，尤其是長鏈非編碼RNA在哺乳動物大腦的發(fā)育、成熟和疾病中發(fā)揮著重要作用。作為此次的研究亮點(diǎn)之一，團(tuán)隊首次整合了長鏈非編碼RNA的空間表達(dá)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA的表達(dá)在成年小鼠大腦中具有區(qū)域選擇性，在發(fā)育中的小鼠大腦內(nèi)則呈現(xiàn)出時空動態(tài)性，為神經(jīng)功能與非編碼RNA相關(guān)性的研究奠定了基礎(chǔ)。(完)