Science：我国科学家揭示小鼠海马体单神经元全脑投射原理

在一项新的研究中，来自中国科学院、华中科技大学苏州脑空间信息研究院、海南大学和临港实验室等研究机构的研究人员报告了一个由1万多个小鼠海马体神经元组成的单神经元投射组（single-neuron projectome）的综合数据库，从而揭示了小鼠海马体神经元在细观层次水平上的空间连接模式。相关研究结果发表在2024年2月2日的Science期刊上，论文标题为“Whole-brain spatial organization of hippocampal single-neuron projectomes”。

海马体是学习和记忆以及空间认知和情绪处理等多种大脑功能的重要大脑区域。它是研究最为广泛的大脑区域之一。海马体神经元向全脑目标广泛投射，因此在单神经元水平上研究海马体神经元的投射模式至关重要。

这项新的研究以单细胞分辨率重建了小鼠海马体中1万多个神经元的全脑轴突形态，这些神经元的胞体覆盖了不同海马体轴线上的所有亚区和多个位置，是目前世界上最广泛的单神经元投射组数据库。

这项新的研究采用创新方法：利用机器学习算法对轴突轨迹进行分类，从而更有效地分析了小鼠海马体神经元341种投射模式的形态相似性，最终确定了43种不同的投射组细胞类型。它还整合了小鼠 CA1 区域的空间转录组。

基于这些分析，这项新的研究得以阐明海马体神经元沿前后轴的轴突投射途径，并揭示了海马体神经元的新投射模式。它还概述了海马体神经元胞体位置与投射目标之间的对应关系，揭示了双侧投射的基本组织原理。

图片来自Science, 2024, doi:10.1126/science.adj9198

此外，通过对投射组细胞类型和空间转录组数据的相关性分析，这些作者发现了多个基因与投射组亚型之间的空间对应关系，为海马体功能提供了潜在的分子和回路靶标。

总之，这项新的研究为今后研究海马体功能提供了结构基础，并揭示了海马体神经元的胞体位置、基因表达和回路功能之间的潜在对应关系。

这个海马体单神经元投影组数据库以及海马体纵轴和空间转录组数据库如今已通过数字脑CEBSIT门户网站向公众开放。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Shou Qiu et al. Whole-brain spatial organization of hippocampal single-neuron projectomes. Science, 2024, doi:10.1126/science.adj9198.

Whole-brain projection patterns of single neurons in mouse hippocampus unveiled
https://medicalxpress.com/news/2024-02-brain-patterns-neurons-mouse-hippocampus.html