Nat Neurosci:重磅!科学家首次成功绘制出人类小脑发育的分子图谱!

2021
07/16

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生物谷
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小脑是人类后脑的一个主要结构,其对实现机体的多种运动功能非常重要,同时对于机体的认知功能、情绪调节和语言处理功能也具有关键作用。然而,与大脑皮层相比,研究人员对小脑的研究仍然并不多,也不清楚随着时间延续小脑的发展情况是怎样的。


近日,一篇刊登在国际杂志Nature Neuroscience上题为“Spatial and cell type transcriptional landscape of human cerebellar development”的研究报告中,来自西雅图儿童研究所等机构的科学家们首次详细描述了小脑发育过程中的空间和细胞类型的转录过程。


图片来源:https://www.nature.com/articles/s41593-021-00872-y


研究者Kimberly Aldinger说道,我们的研究目标是建立一种类似的小脑研究资源,并与科学界和医学界的研究人员分享。早在2019年,研究人员就对首次对发育中的人类小脑进行了全面的组织学分析,他们所进行的分析能够帮助描述人类小脑中起源区域的空间和时间的扩展,并能将其与啮齿类动物的小脑发育进行比较。相关研究结果具有重大意义,因为其能帮助研究人员更好地理解影响人类小脑的神经发育障碍发生的原因,比如先天性畸形、自闭症和小儿小脑癌症等。


文章中,研究人员利用了一种名为SPLiT-seq的单细胞RNA测序技术,其能被用来同时检测多个细胞。使用这种技术和激光捕获技术能够对空间定义的祖先区域显微切割分析,同时研究人员还专门捕获了所有发育中的小脑细胞类型的转录组,包括发育的人类小脑中存在的非常罕见的细胞类型。


研究者表示,我们很难对不知道的东西进行建模,许多人类小脑发育和疾病的模型都是基于小鼠为中心的数据建立的,关于人类小脑发育的数据并没有,但研究者清楚,人类小脑的发育与小鼠小脑的发育有着很大的不同。


图片来源:Aldinger et al.


值得注意的是,本文中,研究人员收集了能描述人类小脑发育的首个分子数据,他们收集的数据目前可以随时获得,且能被全世界的科学家们访问获取,这些数据对使小脑正常发育和异常相关的神经发育障碍的起源进行了一些说明。


研究者Aldinger等人所描述的人类小脑发育的分子图谱或能用来验证现有的小鼠和人类小脑培养模型;同时,这张图谱还能帮助研究人员重新评估他们关于小脑神经发育障碍起源的理论。


这张图谱的绘制或许只是未来研究的开始,目前研究人员还缺乏关于多个重要小脑细胞产生的早期时间点的分子数据,而且他们还缺少相关数据将发育的时间点与成熟的成体细胞类型相关联。后期他们将会继续深入研究阐明驱动祖先细胞分化的机制,并利用这些机制来产生经过验证的hPSC衍生的小脑培养物,从而模拟人类的小脑功能以及功能异常的表现,并为开发新型药物提供相关研究数据。


综上,本文研究结果或能为研究人员探究人类小脑发育和小脑相关疾病的发生的细胞基础提供一定的研究基础和资源。


原始出处:

Aldinger, K.A., Thomson, Z., Phelps, I.G. et al. Spatial and cell type transcriptional landscape of human cerebellar development. Nat Neurosci (2021). doi:10.1038/s41593-021-00872-y


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