在一項新的項研究中，來(lái)自美國加州大學(xué)圣地亞哥分校（UCSD）的研究人員開(kāi)發(fā)了首個(gè)方法用于人類(lèi)大腦神經(jīng)性元不同亞型的鑒定，奠定了"繪制"人腦神經(jīng)元細胞基因活性方法的基礎；同時(shí)，可以幫助我們更好的理解人腦正常功能及疾病異常，包括阿爾茨海默氏癥、帕金森癥、精神分裂癥和抑郁癥等。通過(guò)分離和對單個(gè)人類(lèi)大腦神經(jīng)元細胞核進(jìn)行單細胞核轉錄組測序，研究人員在人腦的六個(gè)高級功能區確定了16種神經(jīng)元亞型。

  
    這項新的研究成果反應了一個(gè)逐漸被普遍理解的事實(shí)，即個(gè)體大腦細胞是獨一無(wú)二的--這些細胞表達不同的基因，承擔不同的功能。為了更好地理解這種多樣性，研究人員對分布在腦皮質(zhì)中6個(gè)不同的Brodmann區域，并且承擔不同功能的3200多個(gè)神經(jīng)元細胞進(jìn)行了分析。
  

    UCSD生物工程系張鹍教授表示："這項研究構建了一個(gè)完整的體系去觀(guān)察以及比較單個(gè)神經(jīng)元細胞；這可以幫助我們認清究竟有多少類(lèi)亞型的腦神經(jīng)元細胞存在。"通過(guò)對這些神經(jīng)元細胞亞型的認知，研究人員可以構建出人腦細胞"參考圖譜"；這是我們理解正常健康大腦與異常疾病大腦的基礎。"未來(lái)，腦部疾病或異?；颊呖梢愿鶕c'參考圖譜'比對的差異，而獲得更精準的診斷及個(gè)體化的治療。這與人類(lèi)基因組圖譜的確立非常相似。"張鹍教授表示。

   
    為了實(shí)現在成人腦組織做大規模單細胞測序，張鹍教授整合了四個(gè)研究團隊合作開(kāi)發(fā)了一個(gè)全新的基于細胞核RNA測序的技術(shù)平臺。由神經(jīng)學(xué)教授Jerold Chun領(lǐng)導的Scripps研究所(TSRI)團隊負責分離、提取單個(gè)腦神經(jīng)元細胞核；張鹍教授團隊在Fluidigm（單細胞研究及微流控芯片制造商）支持下，開(kāi)發(fā)了在單個(gè)神經(jīng)元細胞核RNA擴增以及文庫構建的流程中；Illumina公司范建兵團隊負責RNA文庫的測序；UCSD生物化學(xué)系王巍教授團隊開(kāi)發(fā)了相應算法，負責測序數據的分析。

    在未來(lái)的研究中，研究人員計劃分析其他Brodmann區域的神經(jīng)元，并且考查是否還有其他神經(jīng)元亞型存在于其他區域。他們還計劃研究包括正常人和病人多個(gè)個(gè)體大腦(本研究只涉及一個(gè))的差異性。 

   
    本研究由美國加州大學(xué)圣地亞哥分校（UCSD）的Blue B. Lake, Rizi Ai, Rui Liu, Andre Wildberg, Derek Gao, Ho-Lim Fung, Song Chen, Wei Wang and Kun Zhang；Scripps研究所(TSRI)的 Gwendolyn E. Kaeser, Yun C. Yung, Julian Wong, Allison Chen, Xiaoyan Sheng and Jerold Chun；以及Illumina公司的Neeraj S. Salathia, RaakheeVijayaraghavan, Fiona Kaper, Richard Shen, MostafaRonaghi and Jian-Bing Fan共同完成。并由美國國立衛生研究院?jiǎn)渭毎治鲰椖炕鹳Y助。

   
    這項迄今為止最大規模的人腦單細胞測序計劃由美國加州大學(xué)圣地亞哥分校生物工程系的張鹍教授總牽頭，四個(gè)中心共同參加。張鹍教授，同時(shí)是鹍遠基因公司聯(lián)合創(chuàng )始人兼科學(xué)顧問(wèn)，在過(guò)去十年間在高通量測序技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用方面一直處于世界前列。張鹍教授在2006年第一個(gè)實(shí)現單細胞全基因組測序，對應文章發(fā)表在Nature Biotechnology上；2009年與高遠教授共同開(kāi)發(fā)了第一個(gè)大規模DNA甲基化靶向測序技術(shù)，對應文章成為Nature Biotechnology封面文章；2011年在Nature上發(fā)表關(guān)于誘導干細胞（iPS)中存在基因組不穩定性的文章，成為當年全世界發(fā)表所有文章中引用數目前十位的文章。2013年最新開(kāi)發(fā)微孔陣列單細胞測序技術(shù)（MIDAS），不僅對應文章成為Nature Biotechnology的封面文章，本身還獲得Genome Technology Magazine杰出青年研究員上升之星稱(chēng)號。

  
    作為主要作者之一的劉蕊博士，現任鹍遠基因CTO。劉蕊博士是美國賓夕法尼亞大學(xué)遺傳學(xué)博士，加州大學(xué)圣地亞哥分校（UC San Diego)生物工程系博士后和副研究員。2012年和哈佛大學(xué)張毅教授實(shí)驗室合作，深度測序生殖細胞的超低量全轉錄組全基因組表觀(guān)遺傳文庫，首次證明了去甲基化和有絲分裂的分子關(guān)聯(lián)基礎，以共同第一作者的身份在Nature上發(fā)表了相關(guān)文章。從2013年起，主管實(shí)驗室多中心（UCSD, Scripps, Illumina) 合作的NIH重點(diǎn)項目-單細胞轉錄組測序技術(shù)（SCAP），構建人類(lèi)神經(jīng)細胞的表達譜。（轉載于生物谷）