赋能科研丨基于DNBelab C4和DNBSEQ测序平台，迄今最完整灵长类脑细胞图谱发布！

截图自Cell官网

总体实验设计

“大脑的细胞组成及其空间分布规律是脑科学的基本问题，其重要性类似于人类基因组计划完成的DNA碱基序列。”文章共同通讯作者、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员（现临港实验室研究员）李澄宇表示，“猕猴的大脑皮层组织在很多方面与人类相似，本次研究为系统分析细胞类型在皮层内各层面特异和区域特异的分布，以及基因表达特征提供了目前最完整的灵长类大脑数据。”

该技术所使用的芯片是华大基于自主的DNBSEQ测序技术研制的具有空间位置信息的、阵列式排布的DNA纳米球空间捕获芯片，将认识生命空间的分辨率提高到了500纳米的亚细胞层级。同时，在本次猕猴脑细胞研究中，研究团队突破性地使用了5厘米x3厘米的大视场芯片，从而实现了猴脑大脑皮层全景分子图谱的绘制。

“Stereo-seq技术的分辨率非常高，这是一个很大的优势，它能够真正定位到单个细胞的具体空间位置，并且可以把细胞的类型及其分子特征定义出来。”文章共同第一作者，华大生命科学研究院主任科学家、副研究员雷莹表示，“同时，它还有具有大视场的优势，以前没有技术能够做到。所以用这个技术做猴脑研究是很合适的，这也是目前空间组学技术在研究中应用的最大视场。”

猕猴大脑皮层细胞类型空间分布图谱

基于大脑皮层图谱，研究团队发现，猕猴大脑中大量兴奋性神经元、抑制性神经元以及非神经元细胞在大脑皮层中的分布呈现明显的各层面及各脑区的特异性。基于此，研究团队以视觉系统和躯体感觉系统为例，展开进一步研究，发现两个系统的细胞类型组成与脑区层级组织之间存在显著的相关性，处于相同层级的脑区往往具有类似的细胞类型组成，揭示了细胞组成和脑区结构之间的关系。

此外，通过与已公开发表的人脑和鼠脑的单细胞数据进行跨物种比较，研究团队还发现了灵长类特有的兴奋性神经元细胞，并且这些细胞高表达与人类疾病相关的基因，包括控制语言能力发展的基因FOXP2、神经发育异常相关基因DCC和EPHA3等。

“猕猴脑细胞图谱的绘制，将帮助我们更好地认识脑疾病，为未来设计疾病治疗靶点提供基础参考资源。”文章共同通讯作者、华大生命科学研究院院长徐讯认为。“同时，它也有望推动脑科学领域的突破性进展，如在类脑智能和脑机接口中，通过更精确的脑电信号采集，实现更复杂的机体活动。这些都是值得期待的发展方向，需要全球科学家共同探索。”

本次研究是由多家单位的100多位跨学科、跨领域的研究人员合作，依托我国自主研发的核心技术与大平台，在明确目标任务的导向下，以分工互补、高效协作的“大科学”科研攻关模式共同完成。研究产生了较为完整的全球首套猕猴全脑皮层的单细胞以及空间转录组数据，数据资源库现已实现公开共享（https://macaque.digital-brain.cn/spatial-omics）。

华大自主研发的核心技术与大平台

今年，正值生命科学史上的重要里程碑——人类基因组计划（HGP）宣布完成20周年，本研究也正是“共有、共为、共享”的HGP精神的传承与延续。

未来，研究团队将继续在脑疾病机制与靶点研发、脑细胞与脑结构演化、脑功能的细胞分子机制等领域继续攻关，推动中国在相关领域持续产生原创性、引领性成果。