中国科学家绘制多物种小脑皮层单细胞空间分布图谱

继一年前发布世界首套猕猴大脑皮层单细胞空间分布图谱之后，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心蒲慕明院士领衔的联合团队在小脑上也取得突破：绘制出小鼠、狨猴和猕猴的小脑皮层单细胞空间分布图谱并进行跨物种对比。该成果9月27日在线发表于国际学术期刊《科学》。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员孙怡迪介绍，团队采用了杭州华大生命科学研究院发明的单细胞空间转录组技术，该方法能以约500纳米的高空间分辨率和全小脑覆盖的超大可视面积来绘制小脑皮层单细胞空间分布图谱。

通过对比分析，研究人员揭示了三个物种中相同的浦肯野细胞、颗粒细胞和分子层中间神经元等细胞类型，并发现大多数细胞类型在物种间是保守的，即它们在进化过程中保持了相对稳定的特征和功能，但每个细胞类型中的差异表达基因高度依赖于物种。

灵长类的浦肯野细胞进化出了特有的亚型。（研究人员制图）

值得一提的是，研究人员发现灵长类的浦肯野细胞进化出了特有的亚型，分别高表达和低表达GRID2基因，而鼠类小脑浦肯野细胞中GRID2的表达相对均一。灵长类特有的浦肯野细胞亚型在诱导长时程抑制相关基因表达上有显著差异，预示着其在突出可塑性和学习记忆过程中的功能差异。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员刘赐融介绍，将宏观的磁共振成像与微观的单细胞空间分布图谱联系起来，是此次成果的一大创新。“我们通过磁共振看脑活动，得出小脑皮层不同部位之间的功能连接关系。进而发现了基因表达与小脑内功能连接之间的密切关系，确定与功能连接相关的基因。”刘赐融说。

据悉，该成果由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合杭州华大生命科学研究院、上海脑科学与类脑研究中心、中国科学院遗传进化与动物模型重点实验室、临港实验室、华南理工大学、腾讯AILab等单位80多人的科研团队合作完成。

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