近百名科学家组成的团队近日利用自主研发的空间转录组测序技术Stereo-seq和snRNA-seq技术，绘制了猕猴皮质中的细胞类型分类图，并揭示了细胞类型组成与灵长类各脑区之间的关系，这为进一步研究神经回路提供了分子和细胞基础。

该研究发表在《Cell》上，科学家来自中国科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越中心、华大研究院、临港实验室、上海脑科学与类脑技术研究中心、腾讯AILab，以及瑞典卡罗林斯卡学院和KTH皇家理工学院，

灵长类动物拥有大量神经元，形成复杂的神经回路，支持高级认知和行为。这些细胞和回路的破坏可能导致各种脑部疾病。了解大脑中细胞的组成和空间分布，以及它们之间的关系，是神经科学的一个基本问题，就像化学中的元素周期表、地理发现中的世界地图或人类发现的DNA碱基序列一样。基因组测序。

与其他物种相比，灵长类动物，包括猕猴作为最接近人类的动物模型，具有更高的认知和社交能力，以及更大的皮质和更多的细胞类型。例如，猕猴大脑拥有超过60亿个细胞，可以根据其分子、形态或生理特征分为数百种细胞类型，并且它们的空间分布跨越数百个不同的大脑区域。破译皮质中细胞亚型的组成和空间分布模式对于理解灵长类动物大脑的组织原理至关重要。

在这项研究中，科学家们利用了一种新开发的大视场空间转录组方法Stereo-seq，以及一种独立开发的方法来制备猕猴大脑的厘米级薄片用于实验。通过结合大规模单细胞转录组分析，他们获得了食蟹猕猴整个皮质的完整三维单细胞图谱，为系统分析食蟹猴内部细胞类型分布特异性和区域特异性提供了指导。皮质，以及分子特征。

此外，科学家发现谷氨酸能神经元、GABA能神经元和非神经元细胞在整个大脑皮层的分布表现出明显的皮质和区域特异性。有趣的是，视觉和体感系统中的细胞类型组成与大脑区域的层次结构之间存在显着的相关性。同一层级的大脑区域往往具有相似的细胞类型组成，揭示了细胞组成与大脑区域结构之间的关系。

此外，通过与公开的人类和小鼠大脑单细胞数据进行跨物种比较，科学家们发现了灵长类动物特有的谷氨酸能神经元细胞，这些细胞主要位于第4层，高度表达与人类疾病相关的基因，包括FOXP2、DCC和EPHA3。

该研究生成了整个猕猴大脑皮层的单细胞和空间转录组学综合数据集，为未来的研究提供了重要的数据资源。该数据现已公开发布：https://macaque.digital-brain.cn/spatial-omics。

未来，团队将继续关注脑疾病的机制和靶点开发、脑细胞和结构演化、脑功能的细胞和分子机制。