大腦再生需要以特定時(shí)間和特定區(qū)域的方式協(xié)調(diào)復(fù)雜的反應(yīng)遵湖。識(shí)別參與這一過程的細(xì)胞類型和分子將促進(jìn)我們對大腦再生的理解悔政，并為再生醫(yī)學(xué)研究提供潛在的靶標(biāo)。然而延旧，哺乳動(dòng)物大腦的有限再生能力以及對細(xì)胞和分子水平上再生過程的不完整機(jī)制理解阻礙了該領(lǐng)域的進(jìn)展谋国。墨西哥鈍口螈（Ambystoma mexicanum ）（蠑螈的一種，也叫六角恐龍迁沫，外形獨(dú)特芦瘾、可愛，具有強(qiáng)大的再生能力）可以再生受損的附肢和多個(gè)內(nèi)部器官集畅，包括大腦近弟。 因此，蠑螈可以作為研究大腦再生的模型挺智。
2022年9月2日祷愉，杭州華大生命科學(xué)研究院，深圳華大生命科學(xué)研究院赦颇、青島華大基因研究院二鳄、廣東省人民醫(yī)院、華南師范大學(xué)媒怯、武漢大學(xué)订讼、中國科學(xué)院大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、深圳灣實(shí)驗(yàn)室扇苞、美國Whitehead生物醫(yī)學(xué)研究所欺殿、丹麥哥本哈根大學(xué)等來自中國、美國鳖敷、丹麥3個(gè)國家的17家單位合作脖苏，顧穎，徐訊定踱，陳亮帆阳，費(fèi)繼鋒及黎瀚博作為通訊作者在Science 在線發(fā)表題為“Single-cell Stereo-seq reveals induced progenitor cells involved in axolotl brain regeneration”的封面文章，該研究進(jìn)行了空間增強(qiáng)分辨率組學(xué)測序 (Stereo-seq)屋吨，以在發(fā)育和再生過程中捕獲軸突端腦切片的空間分辨單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組蜒谤。帶注釋的細(xì)胞類型表現(xiàn)出不同的空間分布、分子特征和功能至扰。
該研究通過類似于發(fā)育過程中的神經(jīng)發(fā)生的細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程鳍徽，在傷口部位鑒定出一個(gè)損傷誘導(dǎo)的室管膜膠質(zhì)細(xì)胞簇，作為潛在補(bǔ)充丟失神經(jīng)元的祖細(xì)胞群敢课。轉(zhuǎn)錄組比較表明阶祭，這些誘導(dǎo)的細(xì)胞可能來源于局部常駐的室管膜膠質(zhì)細(xì)胞芦岂。該研究進(jìn)一步在病變部位發(fā)現(xiàn)了空間定義的神經(jīng)元荔棉，這些神經(jīng)元可能退化為未成熟的神經(jīng)元樣狀態(tài)船庇∩薜撸總之，該研究工作建立了 無羊膜四足動(dòng)物大腦的空間轉(zhuǎn)錄組譜瑰剃，并解碼了室管膜膠質(zhì)細(xì)胞的潛在神經(jīng)發(fā)生以進(jìn)行發(fā)育和再生齿诉，從而為脊椎動(dòng)物大腦再生提供了機(jī)制見解。
由于再生能力有限晌姚，哺乳動(dòng)物在從腦損傷中恢復(fù)時(shí)面臨挑戰(zhàn)粤剧。相比之下，硬骨魚和蠑螈等低等脊椎動(dòng)物則表現(xiàn)出再生能力挥唠。蠑螈的前腦再生首先在幼蟲中觀察到抵恋，后來在成蟲中觀察到。蠑螈端腦中丟失的皮質(zhì)細(xì)胞類型顯然可以在受傷后恢復(fù)宝磨。因此弧关，蠑螈可以作為研究大腦再生的模型，可能會(huì)帶來一些有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)唤锉，這些發(fā)現(xiàn)對于理解哺乳動(dòng)物大腦再生的固有局限性以及最終開發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的再生醫(yī)學(xué)是有價(jià)值的梯醒。先前對各種再生物種的研究表明，與哺乳動(dòng)物中的神經(jīng)干細(xì)胞相當(dāng)?shù)氖夜苣つz質(zhì)細(xì)胞 (EGC) 在腦再生過程中有助于神經(jīng)發(fā)生腌紧。蠑螈 EGCs 可能在發(fā)育過程中產(chǎn)生大腦中幾乎所有的細(xì)胞類型。與哺乳動(dòng)物不同畜隶，一旦大腦發(fā)育完成壁肋，神經(jīng)干細(xì)胞幾乎被消耗掉，除了腦室下區(qū)和海馬齒狀回中的那些籽慢，成年蠑螈在大腦中含有分裂的 EGC浸遗。EGC 分布在成年蠑螈大腦的整個(gè)心室區(qū) (VZ) 中，以及紅斑蠑螈的 VZ 的幾個(gè)受限區(qū)域中箱亿。據(jù)報(bào)道跛锌，紅斑蠑螈含有兩組 EGC：緩慢分裂和瞬時(shí)放大的 EGC。第一組是干細(xì)胞樣届惋，表達(dá)膠質(zhì)纖維酸性蛋白（GFAP）和谷氨酰胺合成酶髓帽，并表現(xiàn)出長期保留5-溴-2′-脫氧尿苷（BrdU）的干細(xì)胞特性。第二組位于 VZ 的增殖熱點(diǎn)內(nèi)并經(jīng)常分裂脑豹。兩個(gè) EGC 組都可以對損傷做出反應(yīng)郑藏，并可以擴(kuò)展到大腦皮層的更大區(qū)域。
Science封面文章（圖片來源于Science ）
到目前為止瘩欺，EGCs 在再生中的作用和調(diào)節(jié)僅得到部分表征必盖。在蠑螈和魚類中記錄了一些 EGC 激活和腦再生的信號(hào)通路拌牲，例如 Notch、FGF 和 Gata3歌粥；這些也與大腦發(fā)育有關(guān)塌忽，表明大腦再生和發(fā)育可能具有相似的分子調(diào)控。然而失驶，目前尚不清楚大腦再生是否以及在多大程度上概括了胚胎發(fā)育土居。因此，需要對細(xì)胞和分子功能進(jìn)行更系統(tǒng)的表征突勇，以證實(shí)對腦再生的機(jī)制理解装盯。
蠑螈腦再生時(shí)空圖譜（圖片來源于Science ）
已經(jīng)開發(fā)了幾種適用于剖析發(fā)育和組織再生過程的空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，以解決原位細(xì)胞的基因表達(dá)譜甲馋。通過這些方法埂奈，小鼠大腦或人類皮層的原位轉(zhuǎn)錄組譜已分別以 100 和 55 μm 的分辨率解析，這反映了一組相鄰細(xì)胞的平均表達(dá)譜定躏≌嘶牵考慮到大腦結(jié)構(gòu)和細(xì)胞類型的復(fù)雜性，需要提高轉(zhuǎn)錄本捕獲的分辨率以提高數(shù)據(jù)解釋的準(zhǔn)確性痊远。序列熒光原位雜交 (FISH) 和多重抗錯(cuò) FISH 被開發(fā)用于分析單細(xì)胞中的基因表達(dá)垮抗，但它們的應(yīng)用受到低通量和對特殊設(shè)備的要求的限制。該研究使用空間增強(qiáng)分辨率組學(xué)測序 (Stereo-seq)碧聪，確定了在一系列發(fā)育和再生階段的軸突端腦切片的空間分辨單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組冒版。這些數(shù)據(jù)使研究人員能夠識(shí)別細(xì)胞類型，包括參與發(fā)育和再生的 EGC 亞型逞姿。進(jìn)一步的分析表明辞嗡，發(fā)育和再生神經(jīng)發(fā)生在從 EGC 到成熟神經(jīng)元和相關(guān)分子特征的細(xì)胞譜系動(dòng)力學(xué)中具有相似性。該研究還觀察到與具有神經(jīng)元回歸特征的 EGC 相鄰的傷口刺激細(xì)胞簇滞造⌒遥總之，該研究工作概述了蠑螈大腦發(fā)育和再生過程中的細(xì)胞動(dòng)力學(xué)谒养，從中可以深入了解大腦再生的分子調(diào)控挺狰。
參考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp9444
