Nat Neurosci：科学家解码大脑的“记忆宫殿”——海马体细胞的精细图谱

在大脑的神秘世界里，海马体犹如一座精妙绝伦的“记忆宫殿”承担着编码和提取记忆、学习、决策及调节情绪等关键认知功能，其在大脑的认知版图中占据着举足轻重的地位，然而，尽管科学家们多年来不懈探索，海马体内部的细胞类型及其与其他神经元的复杂连接网络仍未被完全绘制清晰。有数据显示，诸如阿尔茨海默病等与海马体功能异常相关的神经退行性疾病在全球范围内影响着数以千万计的人群，这就使得深入研究海马体的结构和功能成为神经科学领域的前沿热点。

日前，一篇发表在国际杂志Nature Neuroscience上题为“An integrated single-nucleus and spatial transcriptomics atlas reveals the molecular landscape of the human hippocampus”的研究报告中，来自约翰霍普金斯大学等机构的科学家们通过研究巧妙地将空间分辨转录组学（SRT）和单核RNA测序（snRNA-seq）两种先进的实验技术相结合，对人类海马体的细胞进行了前所未有的深入剖析，从而绘制出了一份全面的海马体分子图谱，为神经科学领域带来了新的曙光。

在人类海马体中产生snRNA-seq和SRT数据配对的实验设计

海马体内的细胞种类繁多，每种细胞都拥有独特的形态、生理功能和连接方式，其各司其职且共同参与认知和情绪的调控，这些细胞在空间上呈现出有序的组织结构，这就要求研究者们在进行分子分析时必须保留细胞的这种空间架构。这项研究中，研究人员从10位成年神经发育正常者的前部海马体中提取了组织样本，并利用SRT和snRNA-seq 技术分别获取了细胞的空间转录组数据和单核 RNA 序列数据；随后他们借助非负矩阵分解（NMF）和标签转移等计算工具，将两种数据进行整合。通过在 snRNA-seq 数据中定义基因表达模式，并推断其在SRT数据中的表达情况，研究人员成功捕捉到了不同神经元细胞类型之间的转录变异，并揭示了兴奋性和抑制性突触后特化的空间分布规律。

令人振奋的是，研究人员还将这种基于NMF和标签转移的方法应用于啮齿动物的数据集，从而在人类 SRT 数据集中识别出了与活动依赖性转录和神经环路连接性相关的假定模式，同时他们详细描述了与锥体神经元对应的 NMF 模式的空间组织，并确定了海马体后部、下托和前下托的区域特异性snRNA-seq细胞簇。

这份精心绘制的海马体分子图谱连同其原始数据，如今都可以通过一个互动式网络应用程序在线获取，其宛如一把钥匙一样，能为未来医学和神经科学研究人员打开通往海马体深处的大门，有望成为研究海马体相关疾病发病机制、开发新型治疗策略的重要参考。

这项研究的亮点在于其创新性地整合了多种先进技术，实现了对海马体细胞的高精度空间解析和基因表达分析，其不仅填补了人类海马体细胞分子图谱的空白，更为神经科学的进一步发展提供了宝贵的资源和全新的研究思路。试想一下，当我们能深入理解大脑这座“记忆宫殿”中每一个细胞的奥秘时，那些因记忆丧失而痛苦的患者或许将迎来新的希望，这无疑是神经科学领域的一大步，也是人类探索自身大脑奥秘征程中的又一座里程碑。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Thompson, J.R., Nelson, E.D., Tippani, M. et al. An integrated single-nucleus and spatial transcriptomics atlas reveals the molecular landscape of the human hippocampus. Nat Neurosci (2025). doi：10.1038/s41593-025-02022-0