脑图谱研究突破 - 中国科学家团队完成10项脑图谱研究成果，发表于《细胞》《神经元》等国际期刊，巩固了在介观脑图谱领域的国际影响力 [2] - 研究团队由30多家科研机构超300人组成，采用"大兵团"作战模式推进"全脑介观神经联接图谱"大科学计划 [2] - 成果覆盖爬行类、鸟类、啮齿类、非人灵长类和人类等关键物种，整合转录组、联接组等多模态数据 [6] 关键技术进展 - 全球首次绘制猕猴前额叶皮层单细胞分辨率全脑联接图谱，发现灵长类神经联接模式比小鼠更精简高效 [7][17] - 开发112种腺相关病毒(AAV)载体工具集，实现灵长类大脑特定细胞类型的精准标记和功能调控 [15][25] - 采用单核RNA测序和空间转录组学方法，对227750个猕猴屏状核细胞进行分析，识别出48种细胞类型 [12] 跨物种研究成果 - 绘制龟、斑胸草雀、鸽、小鼠、猕猴五大羊膜动物130万个脑细胞的高精度演化图谱，跨越3.2亿年脑进化史 [3] - 构建鸟类和乌龟全脑最精细单细胞图谱，揭示爬行类、鸟类与哺乳类大脑细胞类型的保守性与多样性演化规律 [23] - 绘制小鼠全脑单细胞空间转录组图谱，全球首次整合非编码RNA时空数据，优化脑区划分 [19] 临床应用突破 - 全球首次绘制人脑海马单细胞分辨率空间转录组图谱，为阿尔茨海默症研究提供新工具 [4][24] - 绘制小鼠脑出血后超急性期至恢复期的时空动态分子图谱，为精准诊疗和新药开发提供参考 [22] - 开发灵长类大脑神经细胞特异性研究工具集，为脑疾病精准靶向治疗带来新突破口 [4][25] 国际合作进展 - 筹建"国际灵长类介观脑图谱联盟"，联合法国、腾讯等8个研究机构92位科研人员开展合作 [8][31] - 发布首个猕猴单细胞精度脑投射图谱数据库，建立全球开放共享的脑图谱研究平台 [9][32] - 计划2025年完成小鼠、2035年完成猕猴的全脑介观神经联接图谱绘制 [8]

脑图谱研究系列成果 - 由中科院脑智卓越中心、华大生命科学研究院等30多家机构组成的300人团队在Cell、Neuron等期刊集中发表10篇脑图谱研究论文[2][3] - 研究成果登上Cell期刊封面，并以专题形式推介，同时发表评述文章总结科学发现与未来方向[3][30] - 研究揭示了小鼠和灵长类动物大脑中多种细胞类型及其连接情况，封面展示猕猴凝视星空勾勒大脑轮廓[5] 猕猴屏状核多模态图谱 - 全球首个猕猴屏状核多模态图谱研究，对227750个细胞进行单核RNA测序，鉴定出48种转录组定义的细胞类型[7] - 比较猕猴、狨猴和小鼠转录组发现猕猴特有细胞类型，通过逆行示踪剂确定4个不同神经元分布区[7] - 整合单细胞核转录组、时空组和联接组学数据，首次构建非人灵长类屏状核多模态图谱，填补研究空白[8] 猕猴前额叶皮层单神经元投射研究 - 为猕猴前额叶皮层重建2231个单神经元投射图谱，确定32种神经元亚型[13] - 发现每种亚型在形态、轴突投射和终末树突分布方面均具独特性，识别出子域连接网络和大量局部轴突[13] - 相比小鼠，猕猴前额叶皮层投射组目标特异性更高、侧支更少，树突更小，揭示灵长类高级认知功能结构基础[13] 小鼠全身神经系统成像技术 - 开发超高速小鼠全身亚细胞分辨率三维成像技术blockface-VISoR，40小时内完成微米级全身成像[20] - 首次实现全身神经系统高分辨率三维重建，绘制精细外周神经图谱，将连接组学拓展至大脑之外[21] - 技术可定位交感神经分支分布模式，阐明迷走神经单根纤维精细结构及器官投射路径[20] 猕猴大脑细胞类型特异性增强子 - 通过单细胞RNA和ATAC测序结合体内筛选，确定一组驱动特定细胞类型靶向基因表达的增强子[27] - 开发基于重组酶的双增强子正交策略，提升标记策略特异性，验证可监测和操控猕猴视觉皮层活动[27] - 建立灵长类大脑不同细胞类型特异性标记工具集，突破传统转基因策略局限[28] 其他研究成果 - 小鼠全脑单细胞空间转录组图谱研究[32] - 单神经元投射组揭示小鼠大脑躯体感觉上行通路组织结构[33] - 空间解析阿尔茨海默病海马图谱分子通路与诊断[35] - 单细胞分辨率下小鼠脑内出血时空转录组图谱[37] - 哺乳动物下丘脑发育细胞类型转录保守性和进化差异性研究[39] - 基因组进化重塑羊膜动物大脑细胞类型多样化研究[41]

研究背景与意义 - 灵长类大脑研究中基因靶向方法应用受限主要由于缺乏细胞类型特异性靶向方法[2] - 研究建立了灵长类大脑神经细胞类型特异性标记、调控及观测工具集 为理解脑结构、认知及疾病提供关键技术[3] 研究方法与发现 - 通过猕猴大脑单细胞RNA和ATAC测序结合体内筛选 鉴定出驱动特定细胞类型靶向基因表达的增强子[4] - AAV载体成功高特异性靶向猕猴不同层兴奋性神经元(L2/3/L4/L5/L6)、抑制性神经元亚型(PV/SST/VIP)及胶质细胞亚型[4] - 跨物种比较显示部分猕猴增强子具有进化保守性 但层特异性增强子在小鼠中无功能 突显大脑顺式调控元件进化差异[4] 研究成果亮点 - 标记猕猴皮层中L2/3/L4/L5/L6/PV/SST/VIP神经元及神经胶质细胞[6] - 采用双增强子正交方法提高靶向精度[6] - 在猕猴V1区实现细胞特异性操作和活动监测[6] - 开发灵长类动物细胞类型特异性增强子-AAV综合工具包[6] 应用价值 - 增强子-AAV工具通过监测操控猕猴视觉皮层活动验证 为解析灵长类神经回路功能提供工具[8] - 发现增强子元件可能在人类中发挥相似靶向功能 具有潜在临床价值[4] 学术发表 - 研究成果发表于国际顶尖期刊Cell 标题为《Identification and Application of Cell Type Specific Enhancers for the Macaque Brain》[3]