Nat Biotechnol：单细胞测序明确35种神经细胞，明确诱发痴呆因素！
2018-01-06 Michael,Juka 转化医学网
来自加州大学圣地亚哥分校、哈佛医学院和Sanford Burnham Prebys研究中心的研究人员通过分析成年人脑细胞的单个细胞核，明确了35种不同的神经元和神经胶质细胞，并且发现了这些细胞中哪些亚型更易受到不同脑部疾病常见危险因素的影响。
来自加州大学圣地亚哥分校、哈佛医学院和Sanford Burnham Prebys研究中心的研究人员通过分析成年人脑细胞的单个细胞核，明确了35种不同的神经元和神经胶质细胞，并且发现了这些细胞中哪些亚型更易受到不同脑部疾病常见危险因素的影响。
“关于各种脑病的起源问题存在多种理论。我们的研究结果使我们可以进一步缩小和对大脑中具有发展成这些疾病的最大遗传性危险因素的那些细胞类型进行排序，这可以在未来帮助药物开发人员选择更好的靶点，”圣地亚哥雅各布斯工程学院生物工程教授兼该研究共同资深作者Kun Zhang说道。
这项研究建立在发表于Science上的一篇研究成果，这项研究同样也是Zhang教授领导完成，研究人员明确了大脑皮质中16种神经元亚型。该研究是人脑第一个大规模的人脑基因活动图谱并为理解个体脑细胞的多样性提供了基础。
“我们的最终目标是建立一个完整的人脑细胞图谱，”Zhang说。“在这里，我们已经绘制了一个比之前更完整更详细的图谱”。
在这项研究中，研究人员开发了新一代的单细胞测序方法，使他们能够识别大脑皮质和小脑其他部位的神经元亚型，甚至将之前所明确的神经元亚型进一步分类。这些研究方法也使研究人员能够明确神经胶质细胞的不同亚型，之前由于胶质细胞较小，研究人员无法对其分型。
通过结合下一代RNA测序和染色质绘图技术（通过对形成染色体的DNA和蛋白质进行测序）为60000个神经元和胶质细胞测序提供了可能。该研究发表在12月11日的Nature Biotechnology上。
利用RNA测序和染色质绘图的技术，研究人员可以绘制出大脑中哪些细胞类型易受到常见有害性等位基因的影响—这些基因常见于遗传病患者中。随后，研究人员可从基因层面对更易受到不同脑部疾病影响的神经元或胶质细胞进行排序。
例如，他们发现神经胶质细胞的两种亚型，小胶质细胞和少突状胶质细胞分别是阿尔茨海默症第一和第二大危险。他们也明确了小胶质细胞是躁郁症风险最高的亚群，同时也是精神分裂症风险最高的兴奋性神经元亚型。
“现在我们似乎能够定位疾病开始的位置，”Zhang说。“但我们只是描绘出了遗传风险，并不明确这些特定细胞是如何诱发疾病的确切机制”。
Zhang解释说，这项研究主要是分析了成年人大脑（年龄在20岁到50岁之间）的数据，因此这些结果并不能代表更年轻或更年老的人群。为了能够更好的了解脑部疾病的早期表现，例如，像自闭症系障碍的婴儿，该研究还需研究更年轻个体的脑细胞。
该团队还计划进一步扩大他们的研究范围，以绘制大脑其他区域的脑细胞图谱。
原始出处：
Lake BB，et al.，Integrative single-cell analysis of transcriptional and epigenetic states in the human adult brain.Nat Biotechnol. 2017 Dec 11.
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