单细胞转录组知道哪个神经元更成熟

发布时间：2023-11-20 09:31:36 栏目：生活

导读 人脑极其复杂，包含数十亿个神经元，形成数万亿个突触，思想、行为和情绪在这些突触中产生。然而，当一个人执行一项特定任务时，并不是很多...

人脑极其复杂，包含数十亿个神经元，形成数万亿个突触，思想、行为和情绪在这些突触中产生。然而，当一个人执行一项特定任务时，并不是很多而是只有少数神经回路在起作用。大脑结构的巨大细胞异质性使得对神经回路功能的分子基础的解剖变得特别具有挑战性，因为之前使用脑组织块进行遗传和表观遗传分析的研究根本没有足够的精度和准确性来对应于活动大脑中一些激活的电路。



在施普林格杂志《蛋白质与细胞》三月号中，Chen 等人。首次报道了通过电生理特征判断的人类神经元成熟的分子基因表达特征。作者成功地采用了“Patch-seq”技术，对源自更原始干细胞的相类神经元进行膜片钳记录和单神经元转录组分析。作者还实施了强大的生物信息学分析，包括加权基因共表达网络分析(WGCNA)，以推断与未成熟和成熟人类神经元相对应的重要特征基因，这是前所未有的。

通过交叉引用已发表的胎儿和成人大脑的单个神经元转录组数据(尽管没有进行电生理学分析)，鉴定出了 39 个神经元基因，这些基因可以作为人类神经元成熟的通用生物标志物。这 39 个基因在神经元成熟过程中的确切作用仍有待未来确定。另一方面，当人类神经元成熟时，许多钙信号传导、线粒体功能和泛素化相关基因持续升高，强调了这些与神经元功能相关的生物过程的至关重要性。预计这些过程的失调可能是导致神经的核心因素。

电生理记录与单细胞转录组分析相结合的技术，加上强大的WGCNA，未来应该会广泛用于描绘神经回路布线、功能和可塑性的分子逻辑，最终了解人脑、思维和主要功能。人类神经系统疾病。