Une équipe de près de 100 scientifiques a récemment cartographié la taxonomie des types de cellules dans le cortex des macaques et a révélé la relation entre la composition des types de cellules et diverses régions du cerveau des primates en utilisant la technologie de séquençage du transcriptome spatial auto-développée Stereo-seq et la technologie snRNA-seq, qui fournit une base moléculaire et cellulaire pour une enquête plus approfondie sur les circuits neuronaux.
L’étude a été publiée dans Celluleet les scientifiques viennent de l’Institut des neurosciences, du Centre d’excellence en science du cerveau et de la technologie de l’intelligence de l’Académie chinoise des sciences, de la recherche BGI, du laboratoire Lingang, du Centre de Shanghai pour la science du cerveau et la technologie inspirée du cerveau, du Tencent AI Lab, ainsi que Karolinska Institute et KTH Royal Institute of Technology en Suède,
Les primates ont un grand nombre de neurones qui forment des circuits neuronaux complexes et complexes soutenant une cognition et un comportement avancés. Des perturbations dans ces cellules et circuits peuvent entraîner divers troubles cérébraux. Comprendre la composition et la distribution spatiale des cellules dans le cerveau, ainsi que les relations entre elles, est une question fondamentale en neurosciences, comparable au tableau périodique en chimie, à la carte du monde dans les découvertes géographiques ou à la séquence de bases d’ADN découverte par l’homme. séquençage du génome.
Par rapport à d’autres espèces, les primates, y compris les macaques en tant que modèle animal le plus proche de l’homme, ont des capacités cognitives et sociales plus élevées, ainsi que des cortex plus grands et plus de types de cellules. Par exemple, le cerveau du macaque, avec plus de six milliards de cellules, peut être classé en centaines de types de cellules en fonction de leurs caractéristiques moléculaires, morphologiques ou physiologiques, et leur distribution spatiale s’étend sur des centaines de régions cérébrales distinctes. Déchiffrer la composition et les modèles de distribution spatiale des sous-types de cellules dans le cortex est crucial pour comprendre les principes d’organisation du cerveau des primates.
Dans cette étude, les scientifiques ont utilisé une nouvelle méthode de transcriptome spatial à grand champ de vision appelée Stereo-seq, et une méthode développée indépendamment pour préparer des tranches minces à l’échelle centimétrique du cerveau de macaque pour les expériences. En combinant une analyse à grande échelle du transcriptome unicellulaire, ils ont obtenu un atlas unicellulaire tridimensionnel complet de l’ensemble du cortex du macaque crabier, fournissant un guide pour l’analyse systématique de la spécificité de la distribution des types cellulaires et de la spécificité régionale au sein du cortex, ainsi que des caractéristiques moléculaires.
En outre, les scientifiques ont découvert que les neurones glutamatergiques, les neurones GABAergiques et les cellules non neuronales présentaient une spécificité corticale et régionale distincte dans leur distribution dans tout le cortex cérébral. Fait intéressant, il y avait une corrélation significative entre la composition du type cellulaire et l’organisation hiérarchique des régions du cerveau dans les systèmes visuel et somatosensoriel. Les régions cérébrales au même niveau hiérarchique avaient tendance à avoir des compositions de type cellulaire similaires, révélant la relation entre la composition cellulaire et la structure de la région cérébrale.
De plus, grâce à une comparaison inter-espèces avec des données sur une cellule unique provenant de cerveaux humains et de souris accessibles au public, les scientifiques ont identifié des cellules de neurones glutamatergiques spécifiques aux primates, qui sont principalement situées dans la couche 4 et expriment fortement les gènes associés aux maladies humaines, y compris FOXP2, CDCet EPHA3.
Cette étude a généré un ensemble de données complet de transcriptomique unicellulaire et spatiale pour l’ensemble du cortex cérébral du macaque, fournissant une ressource de données importante pour les recherches futures. Les données sont désormais accessibles au public sur https://macaque.digital-brain.cn/spatial-omics.
À l’avenir, l’équipe continuera de se concentrer sur les mécanismes et le développement ciblé des maladies du cerveau, l’évolution des cellules cérébrales et de la structure, ainsi que les mécanismes cellulaires et moléculaires du fonctionnement du cerveau.
