中國科學家繪就獼猴大腦皮層細胞三維圖
為阿爾茲海默病、帕金森病等腦疾病研究奠定新基礎
世界首套單細胞分辨率的獼猴大腦皮層細胞空間分布圖譜誕生，該圖譜被稱為獼猴大腦皮層細胞三維「地圖」。這使科學家們能夠清楚地知道，獼猴大腦皮層細胞類型及其分布位置，奠定了阿爾茲海默病、帕金森病等腦疾病研究新基礎。作為目前最完整的靈長類腦細胞「說明書」，該研究還能為人腦功能、腦疾病、腦機接口等腦科學領域研究的基礎認知提供參考，大幅加快腦科學研究進程。 7月12日，國際學術期刊《Cell》在線發表了這一由中國科學家們領銜的重要突破。◆香港文匯報記者 郭若溪 深圳報道
大腦的細胞組成及其空間分布規律是腦科學的基礎問題，其重要性類似於人類基因組計劃完成的DNA鹼基序列。中國科學院院士、腦科學與智能技術卓越創新中心學術主任蒲慕明表示，由於比較難獲得完整的人腦組織做相關分析，因此通過對與人類接近的獼猴大腦皮層上所有細胞的種類和分布描述清楚，對了解人類大腦有重大意義。
進一步了解各類神經元鏈接
文章共同通訊作者、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心研究員李澄宇表示，此次研究通過對獼猴大腦皮層的143個腦區中單個細胞基因表達及狀態、空間信息進行聯合分析，成功繪製出獼猴大腦皮層細胞類型分類樹，揭示了細胞類型組成和靈長類腦區層級結構之間的關係，為進一步研究各類神經元之間的鏈接提供了基礎。
中國科學院腦智卓越中心全腦介觀神經聯接圖譜研究（單細胞分型）平台主任李超介紹，團隊檢測了4,000多萬個皮層細胞，根據細胞分子及空間分布規律，將之分為264種不同的細胞類型。
研究表明，獼猴大腦中大量興奮性神經元、抑制性神經元以及非神經元細胞在大腦皮層中的分布呈現明顯的各層面及各腦區的特異性。研究團隊以視覺系統和軀體感覺系統為例，展開進一步研究，發現兩個系統的細胞類型組成與腦區層級組織之間存在顯著的相關性。更有趣的是，處於相同層級的腦區，往往細胞類型組成類似，揭示了細胞組成和腦區結構之間的關係。
另外，通過與已公開發表的人腦和鼠腦的單細胞數據進行跨物種比較，團隊發現了靈長類特有的、分布於第四層的興奮性神經元細胞，這些細胞高度表達與人類疾病相關的基因，包括控制語言能力發展的基因FOXP2、神經發育異常相關基因DCC和EPHA3等。
有助認識腦疾病 設計治療
「獼猴腦細胞圖譜的繪製，將幫助我們更好地認識腦疾病，為未來設計疾病治療靶點提供基礎參考資源。」文章共同通訊作者、華大生命科學研究院院長徐訊認為，該成果有望推動腦科學領域的突破性進展，如在類腦智能和腦機接口中，通過更精確的腦電信號採集，實現更複雜的機體活動。
數據資源庫現已公開共享
據了解，此次研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）與華大生命科學研究院、臨港實驗室、上海腦科學與類腦研究中心、騰訊人工智能實驗室等單位組成的100多位跨學科、跨領域的研究人員合作，依託我國自主研發的核心技術與大平台，在明確目標任務的導向下，以分工互補、高效協作的「大科學」科研攻關模式共同完成。研究產生了較為完整的全球首套獼猴全腦皮層的單細胞以及空間轉錄組數據。目前，數據資源庫現已實現公開共享。
據了解，上述該成果獲得了科技部科技創新2030—重大項目「腦科學與類腦研究」、上海市級重大專項「全腦神經聯接圖譜與克隆猴模型計劃」、中國科學院、基金委、深圳市、臨港實驗室重大任務等項目的支持。 未來該研究團隊將繼續在腦疾病機制與靶點研發、腦細胞與腦結構演化、腦功能的細胞分子機制等領域繼續攻關，推動中國在相關領域持續產生原創性、引領性成果。
