Nature：科学家利用分子条形码工具揭示兴奋性和抑制性神经元或许拥有共同的起源祖细胞

2021年12月31日 讯 /生物谷BIOON/ --大脑皮层是一种细胞复杂结构，其包括丰富多样的神经元和胶质细胞类型，皮层神经元（Cortical neurons）大致分为两类，即使用神经递质谷氨酸的兴奋性神经元（excitatory neurons）和使用γ-氨基丁酸（GABA）的抑制中间神经元（inhibitory interneurons），此前对啮齿类动物的研究帮助研究人员开发出了一种普遍的模型，其中兴奋性神经元能从位于皮层中的祖细胞中产生，而皮层中间神经元则是从位于法语中的皮层外的神经节突起中的独立祖细胞中产生，然而，目前研究人员尚未深入分析人类皮层祖细胞的发育潜力。近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Individual human cortical progenitors can produce excitatory and inhibitory neurons”的研究报告中，来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新型分子条形码工具来研究放射状胶质亚型的细胞类型输出情况，文章中研究人员描述了这种工具是如何被开发的，以及研究者如何利用其来研究参与皮层神经元生长的祖细胞的相关情况。

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在哺乳动物中，大脑皮层由两种主要类型的细胞组成，即神经元细胞和非神经元细胞，而且神经元细胞会根据其所释放的神经递质及功能被分为两大类：兴奋性神经元和中间性神经元。此前对小鼠的研究结果表明，这两类细胞都是由两种独立的祖细胞发育而来，研究者推测，人类很有可能也是这种情况，尽管有些研究认为事实并非如此。这篇研究报告中，研究人员提出了强有力的证据表明，灵长类动物到底情况或许非常不同，即神经元细胞或许共享着祖细胞。

于是研究人员试图寻找一种方法来研究放射状胶质细胞亚型的细胞类型输出，并最终开发了一种新型工具，首先研究者将已经建立的成熟的谱系追踪方法与高通量测序技术结合在一起，随后他们建立了一种特殊文库，该文库包括使用荧光标记的细胞及其后代，他们给每个细胞一个特殊的条形码并将其转录到信使RNA中，接下来研究人员利用工具来感染携带条形码的样本放射状胶质细胞，他们的想法是，这种工具能被用来追踪谱系关系以及相关的细胞类型，几周后，研究人员对细胞进行了测试来观察其发生了什么变化。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04230-7

让研究人员不可思议的是，中间神经元一直与兴奋性神经元共享添加的条形码，这或许强烈地表明，这两种神经元或许拥有一个共同的起源；为了证实研究人员的猜测，他们对这些细胞进行了单细胞转录组学分析，结果发现，不仅他们的猜测是正确的，而且皮质祖细胞还会产生两类中间神经元亚型，即一种类似于嗅球神经元，一种类似于皮质中间神经元，深入研究表明，其或与其它类型的神经细胞之间存在类似的关联。

综上，本文研究结果表明，单个的人类大脑皮层祖细胞或能产生兴奋性神经元和皮质中间神经元，这或许就为科学家们理解人类大脑皮层的神经元多样性的起源提供了新的研究线索和框架。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Delgado, R.N., Allen, D.E., Keefe, M.G. et al. Individual human cortical progenitors can produce excitatory and inhibitory neurons. Nature (2021).doi：10.1038/s41586-021-04230-7