科技日报记者 罗云鹏 江耘
3月26日，记者从杭州华大生命科学研究院获悉，该院联合中国科学院脑科学与智能技术卓越中心、临港实验室和腾讯AI实验室等单位，利用单细胞转录组和空间转录组技术，构建了具有单细胞分辨率的成年小鼠大脑图谱，为大脑功能的理解提供了全新视角。相关研究成果发表在国际期刊《神经元》上。
哺乳动物大脑的复杂性体现在多样的细胞类型、特定的空间分布，以及复杂的神经连接等方面，这为解析行为背后的神经环路带来了巨大挑战。
通过单细胞分辨率和全基因组覆盖的转录组数据，科研团队成功识别出具有不同空间分布特征的神经元亚型。例如，研究揭示的不同脑干运动核团中不同类型的运动神经元亚型，为深入解析运动控制的分子机制提供了关键线索。
同时，研究还发现部分非神经元细胞类型表现出区域富集特征，进一步拓展了对大脑细胞分布及其功能多样性的认知。
利用全基因组范围的空间转录组数据，科研团队验证了基于转录组特征划分大脑区域的可行性，并通过空间聚类方法，优化了鼠脑的脑区分割。
此外，基因模块分析揭示了小鼠大脑不同区域的转录组特征，这不仅为理解脑区特异性的分子机制提供了重要线索，也为研究其他物种的大脑分区提供了新的方法论支持，有望推动对大脑复杂结构及其功能的深入理解。
据悉，此次研究覆盖从小鼠胚胎期到成年期7个不同时间点的脑部全发育阶段数据，揭示了411个具有显著时空动态变化的转录因子，在为大脑发育研究提供全面的时空转录组资源的同时，还为神经发育的调控机制提供了新的见解。
作为此次研究亮点之一，研究团队还首次整合了长链非编码RNA的空间表达数据，发现长链非编码RNA的表达在成年小鼠大脑中具有区域选择性，在发育中的小鼠大脑内则呈现出时空动态性，为神经功能与非编码RNA相关性的研究奠定了基础。
