在一项新的研究中，来自美国哈佛大学和艾伦脑科学研究所的研究人员通过在分子水平上对哺乳动物大脑的数千种不同细胞类型进行分类和绘图，比以往任何时候都更深入地研究了哺乳动物的大脑。相关研究结果于2023年12月13日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Molecularly defined and spatially resolved cell atlas of the whole mouse brain”。

哺乳动物的大脑容纳了数十亿个细胞，每个细胞都由其表达的基因决定。正是由于这种复杂性，人们对许多大脑功能，包括神经系统疾病的分子机制，仍然难以真正理解。

为了绘制第一幅分子定义的小鼠全脑细胞图谱，哈佛大学庄小威（Xiaowei Zhuang）教授领导的一个研究团队鉴定并绘制了数千种独特细胞类型的空间图谱，其中大多数细胞类型以前从未表征过。庄小威教授说，“我们发现了 5000 个转录上不同的细胞群体。我只想说，我们发现的多样性水平真地非常高。”

这种全脑细胞类型图谱对细胞、它们的分布和相互作用进行了编目，可以作为科学家们研究某些大脑功能或疾病的起点。有朝一日，该图谱的基本轮廓可能应用于比小鼠大脑大1000倍的人类大脑。

图片来自Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06808-9。

庄小威教授在谈及多重防错荧光原位杂交（Multiplexed Error-Robust Fluorescence in situ Hybridization, MERFISH）时说道，“看到以前看不到的东西让我非常兴奋。当我们的技术被这么多实验室采用时，我也很激动。”MERFISH是她的实验室开发的一种基因组规模的成像技术。

庄小威教授和她的团队与艾伦脑科学研究所的科学家们合作，利用MERFISH和单细胞RNA测序数据，不仅确定了每种细胞类型，还对它们进行了原位成像。他们的研究提供了有关这些细胞类型的分子特征以及它们在大脑中位置的新信息。他们的研究结果极其详细描绘了小鼠大脑的全部细胞、它们的基因表达活动以及它们之间的空间关系。

在这篇论文中，这些作者利用MERFISH对从艾伦脑科学研究所的科学家们提供的单细胞RNA测序数据筛选出的1100个基因进行成像，从而确定了约1000万个细胞的基因表达谱。

参考资料：

Meng Zhang et al. Molecularly defined and spatially resolved cell atlas of the whole mouse brain. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06808-9.

Demystifying a mammal’s brain, cell by cell

https://news.harvard.edu/gazette/story/2023/12/scientists-create-first-molecular-cell-atlas-map-of-a-mammal-brain/