破译神经元多样性的出现

大脑皮层的发展在人类进化中起着重要作用。科学家们正在用高分辨率的方法研究其细胞微结构的出现。瑞士日内瓦大学(UNIGE)的神经科学家分析了出生前发育时期皮层神经元的多样性——更准确地说，抑制性间神经元。他们通过解码特定细胞类型基因的表达以及它们在皮层中的确切位置，发现了三个主要的中间神经元亚群的出现。这些结果发表在自然通讯，将打开门，以更准确地了解神经发育障碍的复杂细胞类型特异机制，如自闭症和精神分裂症。这应该有助于研究人员发现精神病有关的遗传干扰如何影响神经元子类型的出现以及如何设计新的细胞类型特定干预措施。

的脑皮质由两种主要类型的神经元组成:兴奋性神经元(80%)产生皮层活动，抑制性中间神经元(20%)微调这种活动。因此，大脑皮层的功能依赖于这种神经元的多样性，由许多兴奋性和抑制性神经元亚群组成。联合国ige医学院精神病学和基础神经科学系教授Alexandre Dayer的团队进行了研究抑制神经元在胚胎期和出生后的早期阶段。在成人中，已鉴定出20多个神经元间亚型。但它们什么时候出现呢?他们什么时候才能脱颖而出?

“为了发现这一点，我们使用了转基因老鼠，这些老鼠有特定类型的抑制性中间神经元，并用荧光分子标记。这些荧光细胞在老鼠出生前和出生后几天的早期发育阶段进行了研究。使用一种称为荧光激活细胞分类的技术，从大脑皮层分离出标记的神经元，并使用单细胞转录组学分析每个神经元的遗传密码，”Alexandre Dayer解释说。因此，分子多样性细胞类型由于工具提供了在发育过程中特定时间点的单个细胞的基因表达景观，目前正在被解剖。

在对这些独特的细胞进行基因测序之后，生物信息学工具使科学家能够识别不同的中间神经元亚群，并追踪它们在出生后早期出现的时间。他们还发现，这些抑制性神经元间亚型的位置取决于它们的遗传特性。“令人惊讶的是，其中一个已确认的亚组位于皮质白质，而不是通常情况下的灰质，”Dayer教授补充说。事实上，大脑皮层白质中含有大量的纤维，这些纤维将神经元活动信息从一个皮层区域传递到另一个皮层区域。UNIGE神经科学家仍然需要发现这一特定的中间神经元亚群在白质中扮演什么角色，以及大量的抑制性中间神经元是如何随着时间的推移出现的。

一个新的数据库

属于这三个主要抑制性神经元间亚群的细胞类型特异性基因表达模式的详细分析可在科学界在线获得。这项研究对于研究神经发育障碍很重要，因为皮质中间神经元与自闭症和精神分裂症等精神疾病有关。“多亏了单细胞转录组学，我们才能绘制地图基因表达模式每个细胞在正常发育的特定时间。此后，我们可以使用这个大型参考数据库来确定发育障碍是如何在发育过程中具体影响单个细胞类型的，”Alexandre Dayer解释说。皮质中间神经元在精神疾病的生理病理中起着关键作用。现在有必要确定精神病学相关的风险基因何时以及如何影响神经元间的亚型，并测试在发育时间窗口内可以直接针对特定细胞类型的治疗方法。这是Dayer教授的团队在国家研究中心- Synapsy框架下未来工作的方向。

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