十篇Nature重磅！有史以来最完整的哺乳动物大脑细胞图谱

　　有史以来第一次，一个国际研究小组创造了一个完整的哺乳动物大脑细胞图谱。该图谱作为小鼠大脑的地图，描述了超过3200万个细胞的类型、位置和分子信息，并提供了这些细胞之间连接的信息。发表在《自然》杂志上的10篇论文中。

　　

有史以来第一次，一个国际研究小组创造了一个完整的哺乳动物大脑细胞图谱。该图谱作为小鼠大脑的地图，描述了超过3200万个细胞的类型、位置和分子信息，并提供了这些细胞之间连接的信息。小鼠是神经科学研究中最常用的脊椎动物实验模型，而这张细胞图为更好地理解人类大脑铺平了道路——人类大脑可以说是世界上最强大的计算机。细胞图谱还为开发新一代精确治疗大脑精神和神经疾病的疗法奠定了基础。

该研究结果由美国国立卫生研究院Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative（简称The BRAIN Initiative）资助，并发表在《Nature》杂志上的10篇论文集中。

“小鼠图谱将复杂的哺乳动物脑细胞网络带入了前所未有的焦点，为研究人员提供了了解人类大脑功能和疾病所需的细节，”美国国家卫生研究院下属的国家精神卫生研究所所长Joshua A. Gordon医学博士说。

细胞图谱描述了小鼠大脑每个区域的细胞类型及其在这些区域内的组织结构。除了这些结构信息外，细胞图谱还提供了细胞转录组的详细目录——细胞中完整的基因读数集，其中包含了制造蛋白质和其他细胞产物的指令。图谱中包含的转录组信息是分层组织的，详细描述了大脑中的细胞类别、亚类别和数千个单独的细胞簇。

图谱还描述了细胞表观基因组的特征——细胞DNA和染色体的化学修饰改变了细胞遗传信息的表达方式——详细描述了数千种表观基因组细胞类型和数百万种不同脑细胞类型的候选遗传调控元件。

总之，这个图谱中包含的结构、转录组和表观遗传信息提供了一个前所未有的小鼠大脑细胞组织和多样性的图谱。该图谱还提供了不同细胞使用的神经递质和神经肽以及大脑中细胞类型之间的关系。这些信息可以作为化学信号如何在大脑的不同部位产生和传递的详细蓝图。这些电信号是大脑回路如何运作以及大脑如何整体运作的基础。

“这个产品证明了这种前所未有的跨领域合作的力量，为我们更精确的大脑治疗铺平了道路，”美国国立卫生研究院大脑计划主任John Ngai博士说。

在本收集的10项研究中，有7项是由NIH BRAIN倡议细胞图谱网络(BICCN)资助的，另外2项是由更大的NIH BRAIN倡议资助的。BICCN的核心目标是建立一个全面的大脑细胞清单——它们在哪里，它们如何发育，它们如何协同工作，以及它们如何调节它们的活动——以更好地了解大脑疾病是如何发展、进展和最好治疗的。BICCN是一个开创性的、交叉合作的努力，旨在了解大脑细胞构成。

“通过利用其多学科和国际合作的独特性质，BICCN能够完成以前没有其他科学家团队能够做到的事情，”Ngai博士说。“现在我们准备迈出下一个重要的一步——完成人类大脑和非人类灵长类动物大脑的细胞图谱。”

脑倡议细胞图谱网络(BICAN)是NIH脑倡议努力了解哺乳动物大脑细胞和细胞功能的下一个阶段。BICAN是一个变革性的项目，它与另外两个大型项目——大脑跨尺度连接计划（BRAIN Initiative Connectivity Across Scales）和精确获取脑细胞的装备计划（ Armamentarium for Precision Brain Cell Access）——一起，旨在通过阐明控制行为回路基础的基本原则，并为治疗人类大脑疾病提供新的方法，从而彻底改变神经科学研究。

《Science》继鼠脑图谱后再上台阶，一系列人类大脑的细胞图谱成果

参考文献:Yao, Z., van Velthoven, C. T. J., Kunst, M., Zhang, M., McMillen, D., Lee, C., Jung, W., Goldy, J., Abdelhak, A., Aitken, M., Baker, K., Baker, P., Barkan, E., Bertagnolli, D., Bhandiwad, A., Bielstein, C., Bishwakarma, P., Campos, J., Carey, D., … Zeng, H. (2023). A high-resolution transcriptomic and spatial atlas of cell types in the whole mouse brain. Nature.