近日從華大生命科學(xué)研究院獲悉，該院與中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心等單位的科研人員，進(jìn)行了跨物種小腦時空組學(xué)研究，并發(fā)現(xiàn)靈長類特有細(xì)胞亞型，這種細(xì)胞亞型或與學(xué)習(xí)等認(rèn)知功能密切相關(guān)。相關(guān)研究論文近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
研究中，科研人員通過時空組學(xué)和單細(xì)胞組學(xué)技術(shù)，構(gòu)建出獼猴、狨猴和小鼠的小腦空間轉(zhuǎn)錄組圖譜。圖譜就像詳細(xì)的高清小腦“地圖”，展示了小腦中各種細(xì)胞的種類、基因表達(dá)情況、空間分布以及它們之間的相互關(guān)系。通過深入分析，研究人員在高清小腦“地圖”上發(fā)現(xiàn)了兩種新的細(xì)胞亞型——在靈長類動物（狨猴和獼猴）小腦中存在的特殊浦肯野細(xì)胞亞型，其并不存在于小鼠小腦中。
科研人員發(fā)現(xiàn)，這兩種亞型的區(qū)別之一在于GRID2基因的表達(dá)水平。在GRID2基因高表達(dá)的浦肯野細(xì)胞中，與學(xué)習(xí)相關(guān)的神經(jīng)信號通路的基因表達(dá)更高，這意味著該種細(xì)胞亞型可能與學(xué)習(xí)等認(rèn)知功能密切相關(guān)。
此外，在研究中，科研人員通過對小鼠、狨猴和獼猴磁共振功能成像進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)3個物種在小腦前、后葉不同空間位置具有神經(jīng)連接差異，而從基因表達(dá)梯度上來看，同樣具有小腦前、后葉的差異。這表明基因表達(dá)與小腦皮質(zhì)內(nèi)的功能連接性有密切關(guān)系。
總的來說，這項(xiàng)研究通過構(gòu)建不同物種小腦空間轉(zhuǎn)錄組圖譜并進(jìn)行深入分析，揭示了小腦結(jié)構(gòu)上一些新奧秘，特別是浦肯野細(xì)胞的亞型差異以及空間轉(zhuǎn)錄組與功能連接的緊密關(guān)聯(lián)。
據(jù)悉，這些發(fā)現(xiàn)將為未來進(jìn)一步研究小腦的功能和相關(guān)疾病機(jī)制提供線索和方向。
