scATAC文獻:利用scRNA-seq和scATAC-seq研究靈長類中間神經(jīng)元發(fā)育過程中的進化保守和非保守調(diào)控

標(biāo)題:Evolutionarily conservative and non-conservative regulatory
networks during primate interneuron development revealed by
single-cell RNA and ATAC sequencing
期刊:Cell Research
發(fā)表時間:2022年3月

技術(shù):scRNA-seq & scATAC-seq
樣本:3個食蟹猴(gastral week 7/10/12)和2個人類胎兒(GW9/13)
細胞數(shù):人類(13,782個)桐汤,食蟹猴(29,269 )

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專業(yè)術(shù)語:
ganglionic eminences:神經(jīng)節(jié)隆起
神經(jīng)節(jié)隆起 (GE) 是指導(dǎo)細胞和軸突遷移的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中的一種過渡結(jié)構(gòu)枷莉。 它存在于丘腦和尾狀核之間發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)發(fā)育的胚胎和胎兒階段节值。

該隆起分為端腦腹側(cè)腦室區(qū)的三個區(qū)域(外側(cè)撤奸、內(nèi)側(cè)和尾側(cè)隆起)乙墙,它們在胚胎發(fā)育過程中促進切向細胞遷移它抱。切向遷移不涉及與放射狀膠質(zhì)細胞的相互作用掺栅;相反,中間神經(jīng)元垂直遷移通過放射狀膠質(zhì)細胞到達它們的最終位置钦勘。沿著切向遷移途徑的細胞的特征和功能似乎與其產(chǎn)生的位置和精確時間密切相關(guān), 并且 GE 對建立 GABA 能皮質(zhì)細胞群有重要貢獻亚亲。GE 貢獻的另一個結(jié)構(gòu)是基底神經(jīng)節(jié)彻采。GE 還引導(dǎo)軸突從丘腦生長到皮層,反之亦然捌归。

在人類中肛响,GE 會在 1 歲時消失。在發(fā)育過程中惜索,神經(jīng)元遷移一直持續(xù)到胚層消失特笋,此時胚層的殘余物構(gòu)成了突起。


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Interneuron:中間神經(jīng)元
中間神經(jīng)元是連接兩個大腦區(qū)域的神經(jīng)元巾兆,即不是直接運動神經(jīng)元或感覺神經(jīng)元猎物。中間神經(jīng)元是神經(jīng)回路的中心節(jié)點,可實現(xiàn)感覺或運動神經(jīng)元與中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS) 之間的通信臼寄。它們在成年哺乳動物大腦的反射霸奕、神經(jīng)元振蕩、 和神經(jīng)發(fā)生中起著至關(guān)重要的作用吉拳。

中間神經(jīng)元可以進一步分為兩組:局部中間神經(jīng)元和中繼中間神經(jīng)元质帅。局部中間神經(jīng)元(Local interneurons)具有短軸突,并與附近的神經(jīng)元形成回路以分析小塊信息留攒。中繼中間神經(jīng)元(Relay interneurons)具有長軸突煤惩,并將大腦一個區(qū)域的神經(jīng)元回路與其他區(qū)域的神經(jīng)元回路連接起來。 然而炼邀,中間神經(jīng)元通常被認為主要在局部大腦區(qū)域內(nèi)運作魄揉。中間神經(jīng)元之間的相互作用使大腦能夠執(zhí)行復(fù)雜的功能,例如學(xué)習(xí)和決策拭宁。


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大致內(nèi)容:
靈長類動物和嚙齒類動物大腦在大小和功能上的差異洛退,以及興奮性/抑制性平衡與許多神經(jīng)發(fā)育障礙之間的關(guān)聯(lián),凸顯了研究靈長類動物神經(jīng)節(jié)隆起 (GEs) 發(fā)育的重要性杰标。

在這里兵怯,作者使用scRNA-seq和 scATAC-seq來表征猴子和人類 GEs 中細胞多樣性的出現(xiàn),這個區(qū)域(神經(jīng)節(jié)隆起)是大多數(shù)紋狀體和皮質(zhì)中間神經(jīng)元產(chǎn)生的地方腔剂。作者確定了產(chǎn)生各種中間神經(jīng)元的祖細胞之間的區(qū)域和時間多樣性媒区。這些細胞在靈長類 GEs 中由非常保守的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)指定,類似于在小鼠中發(fā)現(xiàn)的那些。

然而袜漩,作者在人類中發(fā)現(xiàn)了幾種涉及中間神經(jīng)元特化(specification)和遷移的新調(diào)節(jié)途徑或因素绪爸。重要的是,作者的人類與已發(fā)表的小鼠 GE 數(shù)據(jù)集之間的祖細胞比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)宙攻,證明了人類皮層 GE 中的外放射狀神經(jīng)膠質(zhì)細胞(outer radial glial cells)奠货。作者的研究結(jié)果揭示了靈長類 GEs 中進化上保守和非保守的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò),與小鼠相比粘优,這些網(wǎng)絡(luò)可能是導(dǎo)致它們更大的大腦尺寸和更復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仇味。

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