《細胞》（Cell）在線發表了題為Single-cell spatial transcriptome reveals cell-type organization in macaque cortex的研究論文。該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心與華大生命科學研究院、臨港實驗室、上海腦科學與類腦研究中心、騰訊AI Lab、深圳國家基因庫、瑞典皇家理工學院、卡羅林斯卡醫學院等合作完成。該研究利用我國自主研發的超高精度大視場空間轉錄組測序技術Stereo-seq和高通量單細胞核轉錄組測序技術DNBelab?C4 snRNA-seq，成功繪制了獼猴大腦皮層的細胞類型分類樹，并揭示了細胞類型組成和靈長類腦區層級結構之間的關系，為進一步研究各類神經元之間的連接奠定了分子細胞基礎。?
靈長類大腦神經細胞數量巨大。它們相互連接形成了復雜而精細、支撐高級認知和行為的特定神經環路。這些細胞和環路的異常導致多種腦疾病。大腦由哪些細胞組成以及這些細胞的空間分布規律，是腦科學的基本問題。與其他物種相比，靈長類動物具有更高的認知和社會能力，同時具有更大的皮層和更多細胞類型。例如，與人類最接近的模式動物-獼猴，其大腦包含超過60億個神經元。研究根據它們的分子、形態或生理特征及其空間分布規律，可將其分為數百種細胞類型，分布在數百個不同的腦區中。解析皮層中細胞亞型的組成及其空間分布規律，對于闡明靈長類大腦的組織規律至關重要。
該研究采用了新開發的大視野空間轉錄組Stereo-seq方法，并結合任務需要，自主開發了制備獼猴大腦厘米尺度薄切片的方法。結合大規模的單細胞轉錄組分析，攻關團隊獲得了食蟹猴全皮層的三維單細胞空間分布圖譜，為系統分析細胞類型在皮層內各層面特異和區域特異的分布以及基因表達特征，提供了目前最完整的靈長類大腦數據。
研究發現，大量興奮性神經元、抑制性神經元以及非神經元細胞在大腦皮層中的分布，呈現明顯的各層面及各腦區的特異性。視覺和軀體感覺系統的細胞類型組成與腦區層級組織之間存在顯著的相關性，處于相同層級的腦區往往具有類似的細胞類型組成，這揭示了細胞組成和腦區結構之間的關系。此外，攻關團隊通過與公開發表的人腦和鼠腦的單細胞數據進行跨物種比較發現，靈長類特有的分布于第四層的興奮性神經元細胞，且這些細胞高度表達與人類疾病相關的基因如FOXP2、DCC和EPHA3等。?
該研究產生了較為完整的世界首套獼猴全腦皮層的單細胞以及空間轉錄組數據，為后續的相關研究提供了重要的數據資源庫，現已實現公開共享。?
在攻關過程中，該團隊跨越多個單位、多個領域，依托中國自主研發的核心技術和大平臺，以有組織的科研攻關模式開展，目標明確、任務導向、互補分工、團結奮斗。未來，該團隊將繼續在腦疾病機制與靶點研發、腦細胞與腦結構演化、腦功能的細胞分子機制等領域繼續團隊攻關。?
研究工作得到科技部科技創新2030-重大項目“腦科學與類腦研究”、上海市級重大專項“全腦神經聯接圖譜與克隆猴模型計劃”、中國科學院、國家自然科學基金委員會、深圳市、臨港實驗室等的支持。?
