营养与健康所王光中研究组发现与学习障碍和情景记忆活动有关的人脑特异细胞群

　　

9月3日，国际学术期刊Molecular Psychiatry在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所王光中研究员的研究论文"Human-unique brain cell clusters are associated with learning disorders and human episodic memory activity"。该研究通过比较人类与黑猩猩、恒河猴和狨猴的前额叶皮层单核转录组数据，发现了20种人类特有的细胞亚群，这些细胞亚群与大脑认知功能密切相关。这些发现凸显了人类特有的脑细胞亚群在大脑进化中的关键作用。

单细胞测序技术的应用，大大提升了人们对大脑特征在单细胞分辨率下的理解。在基因组层面，不同灵长类之间的比较研究，揭示了大量人类特有的基因、突变、加速进化区域以及结构变异。通过比较不同物种的大脑区域的单细胞转录组数据，能够识别出特定存在于人类大脑的细胞类型或亚群。这些独特的细胞群被称为 “Human-Unique Cell Clusters” (HUCCs)，它们在揭示人类大脑的独特功能和进化机制方面具有重要潜力。然而，目前对这些独特细胞的鉴定和理解仍然处于初步阶段。

该研究中，研究人员分析了来自人类、黑猩猩、恒河猴和狨猴的前额叶皮层单核转录组数据，识别出了6,281个在特定物种中独特表达的基因。随后，使用scDRS软件计算每个细胞的物种特异性评分，以此来确定人脑前额叶皮层中是否存在HUCCs。研究人员将那些具有高人类特异性评分的细胞定义为HUCCs，结果发现其中有10%的细胞（超过10,000个）被鉴定为HUCCs。在这些已鉴定出的细胞中，共发现了11个人类特有的兴奋性神经元亚群和9个非神经元细胞亚群。这些人类特有的细胞簇与大脑中的调控区域和增强子密切相关，并且与多种神经系统疾病有关。此外，它们还在调节人类大脑皮质厚度和记忆编码方面发挥重要作用。总体而言，这些发现为人们理解人类大脑独特的高级神经功能提供了细胞层面的基础。

中国科学院上海营养与健康研究所王光中研究员为该论文的通讯作者，博士毕业生马俊杰、硕士研究生齐瑞程为论文的共同第一作者。该研究得到了南卡罗来纳医科大学Stefano Berto助理教授的大力帮助，同时得到了国家自然科学基金的支持。

文章链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39227435/

图: 与进化保守的细胞相比，人脑特有的细胞群（HUCCs）与人类大脑皮质厚度，学习记忆编码及高级认知功能密切相关。不同的HUCCs用于认知功能和大脑发育的各个方面，这些基因的调控差异可能有助于补充人类大脑中细胞类型与其他物种之间的差异。