小鼠全脑单细胞图谱：昼夜节律神经活动的研究

《SCIENCE》：A whole-brain single-cell atlas of circadian neural activity in mice

　　昼夜节律全脑图谱揭示小鼠脑区时空功能分化，基于144例昼夜黑暗条件组织透明化与c-Fos免疫标记分析，发现79%的642个解剖区域存在差异化的昼夜节律相位，并建立脑区节律特征预测模型。

　　

摘要

尽管哺乳动物大脑的各个解剖区域之间存在着广泛的连接，但它们各自具有不同的功能。然而，自发性神经活动如何在昼夜周期内跨这些区域进行协调，目前仍是一个未解之谜。我们在持续黑暗的环境中收集了144只小鼠的大脑样本，并利用组织透明化技术和全脑c-Fos免疫染色方法进行了研究。时间序列分析显示，整个大脑在单细胞水平上表现出昼夜节律性，其中642个解剖学定义的区域中有79%处于不同的昼夜相位，这些相位反映了各自的功能特性。体素级别的分析进一步揭示了这些区域内部的复杂时空协调机制。此外，还可以利用基于组学数据的预测方法，从全局c-Fos表达模式中准确推断出大脑的昼夜节律。这一全脑昼夜图谱有助于我们更好地理解神经活动的协调机制，并为将时间信息整合到功能研究和药理学研究中提供了有力工具。