Cell：开辟出BARseq技巧，构建出更好的年夜脑图谱

2019年10月24日讯/100医药网BIOON/---美国冷泉港试验室Anthony Zador传授及其团队不断在研讨年夜脑回路若何介导和掌握庞杂的行动，在10年前就着手绘制年夜脑功效的三个支柱：衔接性、基因表达和心理活性。因为尚无无效地做到这一点的技巧，他的团队开辟出MAPseq，即一种用来绘制分歧脑细胞之间的衔接图谱并更好地懂得它们彼此之间若何互相感化的技巧。多年来，Zador和他的试验室继续地改良这种技巧。

在一项新的研讨中，在博士后研讨员Xiaoyin Chen的引导中，Zador试验室引见了下一代的MAPseq技巧：BARseq。这种新技巧可用于经过准确地指入迷经元地点的地位来扩大年夜脑图谱。这使得BARseq不只可以肯定神经元的衔接，还可以肯定其基因表达形式和心理活性，这是MAPseq不克不及处理的两个难题。相干研讨成果揭橥在2019年10月17日的Cell期刊上，论文题目为“High-Throughput Mapping of Long-Range Neuronal Projection Using In Situ Sequencing”。

图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.09.023。 Zador说：“年夜脑根本上是一个回路。它是一群互相衔接在一路的神经元。为了在神经迷信范畴获得提高，我们实践上必需可以懂得这些神经元若何互相衔接，而且在幻想情形下必需可以将它们与神经功效的其他方面（如基因表达和神经元运动）接洽起来。”

BARseq旨在协助人们加倍接近这一目的。它基于与MAPseq雷同的概念，并停止了一些主要的进级。

这些研讨人员应用MAPseq给每个神经元标志上一种共同的由遗传序列构成的条形码。经过跟踪年夜脑中的这些标志，他们可以看到这些神经元在哪里发送新闻，然后绘制这些旌旗灯号在年夜脑分歧区域之间构成的途径。这称为年夜脑连通性（brain connectivity，也可译为年夜脑衔接性）。

MAPseq存在的成绩在于在对这些神经元停止标志的进程中，必需先将这些脑细胞混杂在一路，然后别离它们并停止标志，这会招致较差的空间分辩率。这个进程发生了隐约的图谱，这使得迷信家们很难不雅察到神经元若何与特定的年夜脑功效（比方基因表达）相干联在一路。这种低分辩率还阻拦了人们精确地肯定神经元在年夜脑中的地位。

BARseq许可迷信家们对神经元停止原位标志，从而处理了这个成绩。 Chen说：“是以，根本上，当我们对这些条形码停止测序时，就可以确实地不雅察到这些神经元在哪里。”

这些研讨人员应用BARseq绘制了小鼠年夜脑听觉皮层中3579个神经元的衔接图谱。将衔接性形式与基因表达相婚配，可使迷信家们表征分歧的细胞类型并肯定其在年夜脑中的特定功效。这将被证实是研讨神经回路若何构成的一种有价值的对象。

Zador说：“假如我们能有完好的衔接图谱，这就可认为懂得思惟、认识、决议计划制订以及这些在自闭症、精力决裂症、抑郁症、强制症等神经精力疾病中若何呈现错误奠基根底。”

与其前身一样，BARseq比以后的图谱绘制技巧更廉价、更省力且更省时。他的试验室应用它以绝对较低的本钱在几周内构建出每只植物中不计其数个神经元的衔接图谱。

这些研讨人员现在正在完美BARseq，以便在突触分辩率下绘制出更明晰更精确的年夜脑图谱。虽然BARseq可以准确地肯定神经衔接的肇端点，但它只能对其起点供给十分接近的估量。

Zador说：“就今朝而言，我可以告知你一个神经元把它的轴突发送到哪里，然则我不克不及确实告知你它与哪些神经元构成突触。我们依然在目标地没有足够的空间分辩率。不外，我们正在尽力处理这一点。”（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

1.Xiaoyin Chen et al. . Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.09.023.

2.BARseq builds a better brain map

https://medicalxpress.com/news/2019-10-barseq-brain.html