玫瑰果细胞：一种新型神经元

玫瑰果神经元目前被认为只存在于人脑中。

MEGAN MOLTENI

一个世纪前，神经解剖学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔荣获诺贝尔奖，因为他绘制出神经元如何引导我们走路，说话，思考，生存。在这一百年内，现代神经科学并没有在分辨不同种类的神经元方面有很大进步。虽然显微镜越来越精密，但脑细胞的还是需要两个标准来定义：一是外观，二是激发特性。这方面的工作非常耗费人力。

因此，全世界的神经科学家正在采用更细微的新方法，来描绘神经元的特征。比如测序技术可以揭示拥有相同DNA的细胞，如何用独特的方式启动和关闭基因。而这些技术开始表明，大脑有着更复杂的节点和分支，这是拉蒙-卡哈尔想象不到的。

— 圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔

最近，一支国际研究团队宣布，他们辨别出一种新型神经元。它的轴突像没有花瓣的玫瑰花，故得名“玫瑰果细胞”。这种神经元目前被认为只存在于人脑中。研究人员在发表于《自然-神经科学》的论文中指出，玫瑰果细胞有可能利用自身的特殊形状，控制信息在脑区间的流动。

这项研究的主要作者之一艾得·莱恩（Ed Lein）说：“这些细胞可以充当系统中的刹车。”神经元主要有两种：刺激性神经元和抑制性神经元，前者将信息传递给邻近的细胞，后者阻扰或者禁止刺激性神经元的激发。玫瑰果细胞属于后者，基于这些细胞的生理机能，它们应该充当着某种潜在的控制电流的角色。

— 图片来源：TAMAS LAB/UNIVERSITY OF SZEGED

艾伦脑科学研究所的团队从两个捐赠的人脑中提取冷冻组织，并隔离出单独的神经元核至盘子的每个孔中。接着，他们将每个孔中的RNA进行测序。如果DNA是一辆车的蓝图，RNA就是零件列表。通过聚类算法，研究员辨别出几种特别的基因表达模式，并将它们与16种不同的细胞类型进行配对：其中有 11种抑制型神经元，1种刺激型神经元，还有4种非神经元细胞。

在这个实验进行的同时，赛格德大学的小组正在分析脑部手术患者的活体组织。通过使用特殊染料将细胞填满，再记录它们在不同电刺激下的反应，他们发现一组互相连接的肥大神经元。这些神经元的分子记号和莱恩发现的某种细胞几乎完全一致。他们没有小鼠脑内发现任何具有相似分子特性的细胞。

莱恩说：“现在说这是一种完全特殊的细胞还为时过早，因为我们还没有在其他物种中研究过。但是这个研究提醒我们，要谨慎假设人脑只是小鼠大脑的放大版。”

因为活体人脑组织非常难以获取，电生理学和神经元连接性的研究主要在小鼠身上。不过，我们可以通过转录组学研究冷冻组织，全球的生物银行提供了大量的冷冻组织。

“在5到10年左右的时间，这些转录组学的方法将迅速发展，因为它们比传统方法的效率更高。所以，我们将会基于细胞表达的“零件列表”来描绘出人脑图谱。随着我们研究出更多这些细胞的功能，我们可以将这些信息补充到原有的知识体系中。” 加州大学圣地亚哥分校的免疫学家理查德·绍伊尔曼（Richard Scheuermann）说。

绍伊尔曼曾经是“细胞本体”（Cell Ontology）的原始作者之一。科学家可以通过“细胞本体”分辨不同的细胞类型。它不仅是一组普通的定义，同时包含细胞之间的关系——时间、空间和功能关系。既然科学家们在通过基因的启动和关闭来定义细胞，绍伊尔曼正致力于打造比“细胞本体”更详细的“细胞百科”。

2016年十月，全世界上百名科学家联合启动“人类细胞图谱”（Human Cell Atlas），这一庞大的项目旨在收集人体所有细胞的转录组学数据，以了解细胞如何形成组织、交流、衰老以及出错。绍伊尔曼获得该项目主要资助机构的基金后，开发出一款可以辨别标记基因的软件，这些标记基因用于定义不同的细胞类型。另一个工具自动将这些基因和其他数据一起翻译成可被机器识别的分类系统。

莱恩的脑细胞数据是这个工具的第一个测试组，相关研究发表在《人类分子遗传学》Human Molecular Genetics 的三月刊上。但这只是个开始。另一篇文章已经提交到《自然》，研究者仅凭转录组学就定义了75个细胞类型。对于他们到底能发现多少种细胞，神经科学家还没有统一的看法。不过即使没有上万种，最少也有上千种细胞。定义神经科学领域的或许是圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔，但如今是算法和神经元本身。

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翻译：YL

编辑：EON

原文：https://www.wired.com/story/meet-the-rosehip-cell-a-new-kind-of-neuron/

参考文献：

https://academic.oup.com/hmg/article/27/R1/R40/4953379

https://www.nature.com/articles/s41593-018-0205-2

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