科学家绘制详细人脑细胞图谱

来源:参考消息网

参考消息网10月15日报道据合众国际社10月12日报道，在经过五年的大量工作之后，研究人员公布了一份“地图集”，它前所未有地展示了人类大脑的复杂性。

包含三千多种类型

该“地图集”将被提供给世界各地的研究人员。它与众所周知的那种把地图汇编成书的地图集类似。

但这本“地图集”收录的是人类脑细胞及其惊人的多样性和复杂性。

参与这项研究工作的美国加利福尼亚大学圣迭戈分校教授任兵说，展望未来，这份“地图集”将为研究大脑的人“导航”。

这份图谱包含3000多种类型的脑细胞，还深刻地展示了它们如何因人而异、与非人类灵长目动物的脑细胞有何不同，以及特定脑细胞类型与特定疾病有何关系等。

任兵和其他专家说，最终目标是，更好地了解人类大脑运作机制，以及是什么问题导致了困扰人类的一系列神经和精神疾病，例如阿尔茨海默病、抑郁症和精神分裂症。

任兵说，脑细胞图谱的出版“只是一个开始”。

发表在美国《科学》《科学进展》和《科学·转化医学》杂志上的21篇论文详细介绍了这项工作。总的来说，这个项目涉及来自不同国家的数百名科学家，他们聚集在美国国家卫生研究院的脑倡议计划下。

这个雄心勃勃的项目能推进，要归功于使科学家能够研究单个细胞特征和功能的新技术。

参与该项目的纽约市芒特西奈伊坎医学院教授帕诺斯·鲁索斯说，这种对脑细胞的深刻理解最终可能带来高度针对神经精神性疾病的新疗法，包括那些还没有人想到的疗法。

目前许多针对这些疾病的药物都以神经递质为靶点。神经递质是帮助脑细胞交流的化学物质。

纽约市非营利机构大脑与行为研究基金会主席杰弗里·博伦斯坦博士说，这些药物帮助了很多人，但也“抛弃了很多人”。

博伦斯坦称，这个图谱项目是“非常重要的工作”。他并未参与其中。

博伦斯坦说：“它为科学家更好地了解大脑在健康和疾病状态下的工作方式奠定了基础。我认为，这为患有精神疾病的人带来了巨大希望。”

助力攻克大脑疾病

可以这样说，人类的脑细胞是多样且复杂的。大脑中的每个细胞都有相同的脱氧核糖核酸序列，但不同的细胞类型使用不同的基因，数量也不同。

任兵做了个类比——脑细胞可以被视为生活在世界不同地区的人：根据它们最终在大脑中居住的位置，它们会说不同的“语言”。

任兵和鲁索斯说，一个大致的目标是，更好地了解这些不同的脑细胞类型如何在健康和疾病状态下相互作用，并确定与任何特定疾病相关的细胞类型。

在他们的研究中，任兵团队分析了三个人类大脑，详细观察了42个大脑区域的100多万个细胞。他们确定了107种不同的脑细胞亚型，继而能够将这些细胞的某些分子生物学特征与特定疾病联系起来，这些疾病包括精神分裂症、双相情感障碍和阿尔茨海默病。

与此同时，鲁索斯及其同事研究了从胎儿发育到成年的整个生命周期的脑组织。鲁索斯说，这是至关重要的，因为不同的神经精神性疾病的发病年龄也不同。他们还发现了某些脑细胞类型与特定疾病的联系。其中包括此前不为人知的联系，如秽语综合征与少突胶质细胞的联系、强迫性障碍与星形胶质细胞的联系。

任兵说：“如果你知道哪种细胞类型与一种疾病有关，那么你就可以对原因做出假设。”他指出，与之前的一些研究类似，他的工作指出了小胶质细胞在阿尔茨海默病中的重要性。小胶质细胞是大脑中的常驻免疫细胞。任兵和其他研究人员怀疑，一组异常的“超活化”小胶质细胞通过攻击大脑神经元，在阿尔茨海默病的发病过程中起着核心作用。

该项目的其他发现包括：

华盛顿特区艾伦脑科学研究所和其他中心的研究人员分析了哪些基因在人脑的单个细胞中被“开启”——这使他们能够对3000多种不同类型的脑细胞进行分类。

在不同类型脑细胞的占比以及这些细胞内哪些基因活跃方面，个体之间的差异很大。

人类与关系最近的灵长目亲戚黑猩猩和大猩猩拥有相同的基本脑细胞类型“结构”。人类与它们的不同之处在于，这些细胞“使用”的基因不一样。