美国哈佛大学研究人员运用先进成像技术,首次绘制出小鼠下丘脑的精细细胞图谱,揭示了超过70种不同类型的神经细胞,其中多数此前未知。这一成果将有助于深入理解脑细胞与生物行为之间的关联,并为研究其他脑区提供了新方法。
下丘脑是调节内脏活动和内分泌的高级神经中枢,与进食、睡眠、情绪反应、生育等关键生理功能密切相关。然而,其细胞组成和空间组织长期以来未被完全解析。
研究团队由哈佛大学凯瑟琳·杜拉克(Catherine Dulac)教授和庄小威(Xiaowei Zhuang)教授领导,他们结合了MERFISH(多重抗误差荧光原位杂交)成像技术和单细胞RNA测序技术,对小鼠下丘脑约2毫米见方、0.6毫米厚的脑组织进行了高分辨率分析。该组织包含超过100万个细胞,研究团队成功识别出70多种神经细胞亚型,并标定了它们的空间位置和部分功能特征。
MERFISH技术由庄小威团队开发,能够同时检测数百种基因的表达,从而在单细胞水平上区分不同细胞类型。结合单细胞RNA测序,研究人员得以全面解析下丘脑的细胞异质性。
杜拉克教授表示:“这项工作帮助我们理解了一些生物行为的细胞基础,例如进食和睡眠的调控机制。这种技术还可用于研究其他脑区,如杏仁核和海马体。”庄小威补充道:“新绘制的细胞图谱不仅展示了神经细胞之间的空间关系,还揭示了它们如何通过分子信号进行交流。”
该研究发表于《科学》杂志,为神经科学领域提供了重要的资源,未来有望应用于神经退行性疾病、代谢紊乱等疾病的研究。