科学:中国科学家使用单细胞立体声

来源：100医疗网原创2022-09-05 1:41

大脑再生需要以特定时间和区域的方式协调复杂的反应。确定参与这一过程的细胞类型和分子将促进我们对大脑再生的理解，并为再生医学研究提供潜在的目标。

大脑再生需要以特定时间和区域的方式协调复杂的反应。确定参与这一过程的细胞类型和分子将促进我们对大脑再生的理解，并为再生医学研究提供潜在的目标。然而，由于哺乳动物大脑的再生能力有限，以及对细胞和分子水平上再生过程的机制的不完全了解，该领域的进展受到了阻碍。墨西哥蝾螈(axolotl，学名Ambystoma mexicanum)可以再生受损的附肢和许多内脏器官，包括大脑。因此，墨西哥蝾螈可以作为研究大脑再生的模型。

如果科学家想要了解大脑再生的机制，他们需要能够进行大规模数据收集和分析的研究工具，以同时解码复杂的细胞和分子反应。在他们看来，比较大脑再生和发育的过程也有助于为大脑再生的本质提供新的见解。因此，在一项新的研究中，来自中国华大基因、广东省医学科学院、武汉大学、华南师范大学和中国科学院大学的研究人员切除了墨西哥蝾螈左侧大脑皮层的一小部分，并收集了再生过程中多个阶段的组织样本。同时，他们收集了墨西哥蝾螈端脑各个发育阶段的组织样本。然后，他们使用高清晰度和宽视野的Stereo-Seq(空间增强分辨率基因组测序)技术，从覆盖墨西哥蝾螈端脑两个半球的切片中生成单细胞分辨率的空间转录组数据。分析了细胞类型注释、细胞空间分布、基因活性动态和细胞状态转换。通过比较这些细胞在发育过程中的属性，研究了损伤诱导再生的机制。相关研究成果发表在2022年9月2日的《科学》杂志上，题目是《单细胞立体-seq揭示参与轴突脑再生的诱导祖细胞》。

使用Stereo-seq，这些作者产生了一组端脑切片的空间转录组数据，覆盖了六个发育阶段和七个损伤诱导的再生阶段。这些单细胞分辨率数据使他们能够识别发育过程中存在的33种细胞类型和参与再生的28种细胞类型，包括不同类型的兴奋性神经元和抑制性神经元，以及室管膜胶质细胞的几种亚型。在发育方面，他们的数据揭示了一种原始类型的室管膜胶质细胞可能产生三种成人室管膜胶质细胞亚群，它们分布在脑室区的不同区域，具有不同的分子特征和潜在功能。在再生方面，他们发现了一个室管膜胶质细胞亚群，可能来源于损伤激活的局部常驻室管膜胶质细胞。然后，这种祖细胞群可以增殖以覆盖伤口区域，然后通过改变为中间祖细胞、未成熟神经元和最终成熟神经元的状态来补充丢失的神经元。当比较墨西哥蝾螈端脑发育和再生之间的细胞和分子动力学时，他们发现损伤诱导的室管膜神经胶质细胞在转录组状态上类似于发育特异性室管膜神经胶质细胞。他们还观察到，墨西哥蝾螈端脑的再生在分子级联反应和潜在的细胞谱系转化方面表现出与发育期间相似的神经发生模式，这表明大脑再生部分再现了发育过程。

墨西哥蝾螈端脑的发育和再生。图片来自Science，2022，doi :10.1126/Science . ABP 9444。

总之，这些空间转录组数据突出了墨西哥蝾螈端脑在损伤引起的发育和再生过程中的细胞和分子特征。室管膜神经胶质细胞的激活和功能调节的进一步表征可能会导致对改善哺乳动物脑再生的深入了解。作者获得的四足脊椎动物墨西哥蝾螈端脑单细胞空间转录组也为进一步研究发育、再生和进化的脑生物学提供了有用的资料。所有数据都可以在一个交互式数据库(https://db . cngb . org/stomics/artista)中获得。(100yiyao.com 100医疗网)

参考资料：

单细胞立体序列揭示诱导祖细胞参与蝾螈脑再生。科学，2022，doi :10.1126/science . ABP 9444。

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