第一个描述人类小脑发育的分子图

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图片来源：奥尔丁格等人。

第一个描述人类小脑发育的分子图

作者：Ingrid Fadelli医疗快线   2021 年 7 月 12 日 特征

小脑是人类后脑的主要结构，众所周知，它对于实现多种运动功能以及认知、情绪调节和语言处理至关重要。然而，与大脑皮层相比，这种结构的研究仍然相对不足，对其随时间的发展知之甚少。

西雅图儿童研究所的研究人员最近进行了一项旨在更好地了解人类小脑发育的研究。他们的论文发表在自然神经科学上，提供了小脑发育的第一个详细的空间和细胞类型转录描述。

“我们对通过 BrainSpan 和 心理编码 等资源了解发育中的人类大脑皮层的丰富分子数据感到敬畏，”进行这项研究的 金伯利·阿尔丁格 博士告诉 Medical Xpress。“我们的目标是为我们自己的研究建立一个类似的小脑资源，并与科学和医学界分享。”

凯瑟琳·米伦博士的研究生涯一直致力于更好地了解小脑发育。2019 年，她的实验室由 帕提夫  哈尔迪布尔 博士领导并与阿尔丁格 博士合作，对发育中的人类小脑进行了首次全面的组织学分析。

他们进行的分析使他们能够描述人类小脑祖细胞区的空间和时间扩张，并将这些与它们在啮齿动物大脑中的发育进行比较。他们的发现可能具有重要意义，因为它们可以帮助更好地了解已知影响小脑的神经发育障碍的原因，例如先天性畸形、自闭症和小儿小脑癌。

进行这项研究的研究人员之一金伯利·奥尔丁格 (Kimberly Aldinger)。图片来源：Aldinger 等人。

“我与 凯瑟琳·米伦小组合作制作了第一个关于人类小脑发育过程中表达的细胞类型和基因的综合分子图谱，”奥尔丁格博士说。“这是科学界探索驱动人类小脑发育和疾病起源的遗传程序的丰富资源。”

为了进行他们的研究，奥尔丁格 博士和她的同事使用了 SPLiT-seq，这是一种由华盛顿大学 (UW) 研究人员开发的单细胞 RNA 测序技术，可用于同时检测多个细胞。使用这种技术和激光捕获技术来实现空间定义的祖细胞区域的显微切割，该团队能够特异性地捕获所有发育中的小脑细胞类型的转录组，包括发育中的人类小脑中存在的非常罕见的细胞。

“很难对我们不知道的东西进行建模，”凯瑟琳·米伦博士说。“许多人类小脑发育和疾病的模型都是基于以小鼠为中心的数据建立的。人类小脑发育的数据尚不可用，但我们现在知道人类小脑的发育与小鼠的有很大不同。”

这组研究人员最近进行的研究取得了许多重要的发现和成就。最值得注意的是，研究人员收集了第一批描述人类小脑发育的分子数据。他们收集的数据现在很容易获得，世界各地的其他科学家也可以访问，它们可以揭示促进小脑正常发育的遗传程序以及与小脑发育异常相关的神经发育障碍的起源。

奥尔丁格博士、凯瑟琳·米伦博士及其同事描绘的人类小脑发育的分子图谱很快可用于验证现有的小鼠和人类小脑培养模型。值得注意的是，这张地图已经让这些研究人员和其他团队重新评估他们关于小脑神经发育障碍起源的理论。

“这个地图集只是一个开始，”米伦博士解释说。“当几个重要的小脑细胞出生时，我们缺乏有关早期时间点的分子数据，并且我们缺乏将发育时间点与成熟的成体细胞类型联系起来的数据。我们正在深入挖掘以更好地定义驱动祖细胞特化和分化的机制，我们将用它来生成验证了 hPSC 衍生的小脑培养物，以模拟人类小脑功能和功能障碍，以及药物发现平台”。

注：一   BrainSpan 图集是研究涉及人类大脑发育的转录机制的基础资源。联盟成员。Brain Span 图谱是由艾伦脑科学研究所组成的一个财团开发的；BrainSpan 图谱旨在作为研究人类大脑发育中涉及的转录机制的基础资源。该地图集将包含各种数据模式并涵盖几个发展阶段。

二  心理编码

人类的大脑已经进化出许多独特的特征。其功能和发育受复杂遗传系统的调控。然而，精神疾病也是人类发展过程中基因组或表观基因组变化可能影响基因调控和表达的一个方面。在这里，PsychENCODE 联盟展示了 11 篇发表在《科学》、《科学进展》和《科学转化医学》上的研究论文围绕发育中和成人大脑中的功能基因组学主题以及精神疾病的检查进行组织。通过大块组织分析和单细胞水平对 2000 多个个体大脑的研究为基因表达、表观遗传学和基因组调控的研究提供了丰富的资源，以更好地了解发育、健康和疾病背后的神经遗传学。

三   这项全新的单细胞转录组测序技术名为“SPLit-seq”，由美国艾伦研究所及华盛顿大学的科学家联合开发。该技术无需价格昂贵的定制化微流体和微孔细胞分选设备，而是引入。。。

探索

精神分裂症神经软体征与小脑-大脑功能连接的关联

更多信息：Kimberly A.奥尔丁格 等人，人类小脑发育的空间和细胞类型转录景观，自然神经科学（2021 年）期刊信息：Nature Neuroscience

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