一个研究小组开发了第一种可扩展的方法来识别人脑中神经元的不同亚型。该研究为“映射”人脑中的基因活性奠定了基础，并可能有助于更好地理解脑功能和疾病，包括阿尔茨海默氏症，帕金森氏症，精神分裂症和抑郁症。
通过隔离和分析单个人脑细胞的细胞核，研究人员确定了大脑皮层中16种神经元亚型，大脑皮层是神经组织的外层，负责认知功能，包括记忆，注意力和决策能力。该团队由加利福尼亚大学圣地亚哥分校，斯克里普斯研究所(TSRI)和Illumina的研究人员领导，在《科学》杂志上在线发表了他们的发现。
加利福尼亚大学圣地亚哥分校的生物工程学教授张Kun说：“我们提供了一个统一的框架，以查看和比较单个神经元，这可以帮助我们找出存在多少种独特类型的神经元。”研究。
研究人员可以使用这些不同的神经元亚型来构建张称为人脑的“参考图”，这是了解健康大脑和患病大脑之间差异的基础。
张说：“将来，可以根据他们与参考图谱的区别来诊断和治疗脑部疾病或异常的患者。这类似于参考人类基因组图谱所做的事情。”
这项新的研究反映了人们对单个脑细胞的独特性的日益增长的理解：它们表达不同类型的基因并执行不同的功能。为了更好地理解这种多样性，研究人员分析了六个布罗德曼地区的3200多个单个人类神经元，这些区域是按其神经元功能和排列分类的大脑皮层区域。
通过跨学科的合作，研究小组开发了一种新的方法来分离和测序单个细胞核。由神经科学教授Jerold Chun领导的TSRI研究人员从死后大脑中获取了样本，并专注于分离神经元核。Zhang的实验室与用于单细胞研究的微流控芯片制造商Fluidigm合作，开发了一种协议来鉴定和定量单个神经元核中的RNA分子。位于圣地亚哥的Illumina的科学家对所得的RNA文库进行了测序。由加州大学圣地亚哥分校生物化学教授王望领导的研究人员开发了一种算法，可以从测序数据集中进行聚类和鉴定16种神经元亚型。
研究人员破译了每个核内“打开”了哪些类型的基因，并揭示了16种亚型的各种组合往往聚集在皮层和Brodmann区域，这有助于解释为什么这些区域的外观和功能不同。
神经元在其转录组谱中表现出许多差异(这些细胞正在积极表达的基因模式)，揭示出具有共同且独特的特征的单个神经元，这些特征可能导致细胞功能的差异。
“我们正在寻找新的方法来理解大脑的基本组成部分，”蓝湖说。他是该实验室的博士后研究员，也是该研究的第一作者。“我们的研究为研究全局基因表达模式以及如何定义正常组织内的细胞类型打开了大门，这也可以用来查看疾病或失调方面的异常情况。”
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