Science发布单细胞测序重要成果

利用单细胞测序技术，瑞典卡罗林斯卡学院（Karolinska Institute）的科学家们生成了有关皮质细胞类型以及细胞内活化基因的详细图谱。这项发表在《科学》（Science）杂志上的研究，是第一次应用这种方法如此大规模地分析这样复杂的组织。研究小组一个一个地检测了3000多个细胞，并发现了一些迄今未知的细胞类型。

　　

生物通报道  利用单细胞测序技术，瑞典卡罗林斯卡学院（Karolinska Institute）的科学家们生成了有关皮质细胞类型以及细胞内活化基因的详细图谱（延伸阅读：Science发布新型单细胞基因表达检测技术 ）。这项发表在《科学》（Science）杂志上的研究，是第一次应用这种方法如此大规模地分析这样复杂的组织。研究小组一个一个地检测了3000多个细胞，并发现了一些迄今未知的细胞类型。

医学生物化学和生物物理学系资深研究员Sten Linnarsson说：“如果你将大脑比作是一份水果沙拉，你可以说从前的研究就像是用搅拌机来压榨水果，看看从大脑的不同部分你能获得什么颜色的果汁。而近年来，我们开发出了更加灵敏的分析方法使得我们能够看到哪些基因在单个细胞中活化。这就像是取出水果沙拉片，逐个地检测它们，然后将它们分成数堆，看包含多少不同的水果种类，它们由什么构成以及如何相互关联。”

大约在200年前人们认识到所有的活体生物都是由细胞构成。自从19世纪德国的一组科学家们获得这一研究发现以来，我们还知道了机体特定组织的特性是由组成细胞所决定，而后者则是由细胞DNA中活化的基因所决定。然而，直到现在对于这一切是如何详细发生的，尤其是对于机体最复杂的器官大脑仍知之甚少。

在当前的研究中，科学家们采用大规模的单细胞分析解答了其中一些问题。通过一个一个详细地检测来自小鼠大脑皮质的3000多个细胞，比较20,000个基因中哪些基因在每个细胞中激活，他们将这些细胞分成虚拟的数堆。鉴别出了47种不同的细胞类型，其中大部分为专门神经元，还包括一些血管细胞以及胶质细胞。胶质细胞具有处理废物、防止感染以及为神经细胞供应营养物质的功能。

在这一详细图谱的帮助下，科学家们发现了迄今未知的一些细胞类型，包括存在于最表面皮质层的一种神经细胞，以及6种不同的少突胶质细胞。该研究生成的新知识可以更深入地阐明影响髓鞘的一些疾病，例如多发性硬化症（MS）。

该研究的共同领导者Jens Hjerling-Leffler说：“我们还证实了从前的一些研究结果，例如大脑皮质的椎体细胞按功能分层分布。而最重要的是，我们构建出了更详细的脑细胞图谱详细地描述了每种细胞类型，并显示了每个细胞类型中活化的基因。这为科学界在疾病模型中研究这些细胞类型提供了一个新工具，并可帮助我们更好地了解脑细胞对于疾病和损伤的反应。”

在小鼠大脑和人类大脑中中估计分别有1亿个和650亿个细胞。神经细胞的直径大约为20微米，胶质细胞的直接大约为10微米。一微米等同于千分之一毫米。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Cell types in the mouse cortex and hippocampus revealed by single-cell RNA-seq

The mammalian cerebral cortex supports cognitive functions such as sensorimotor integration, memory, and social behaviors. Normal brain function relies on a diverse set of differentiated cell types, including neurons, glia, and vasculature. Here, we have used large-scale single-cell RNA-seq to classify cells in the mouse somatosensory cortex and hippocampal CA1 region. We found 47 molecularly distinct subclasses, comprising all known major cell types in the cortex. We identified numerous marker genes, which allowed alignment with known cell types, morphology, and location. We found a layer I interneuron expressing Pax6 and a distinct postmitotic oligodendrocyte subclass marked by Itpr2. Across the diversity of cortical cell types, transcription factors formed a complex, layered regulatory code, suggesting a mechanism for the maintenance of adult cell type identity.