耗资1.26亿美元绘制衰老人类大脑图谱
由国立卫生研究院(NIH) 提供为期五年、1.26 亿美元的拨款，由索尔克研究所科学家领导的团队启动了一个新的多组人脑细胞图谱中心。作为 NIH 通过推进创新神经技术® (BRAIN) 计划进行的大脑研究的一部分，该项目旨在以前所未有的分子细节描述构成人脑的细胞，将脑细胞分类为更精确的亚型，并确定每个细胞在大脑中的位置。大脑。更重要的是，该团队将跟踪这些特征从早期到晚期的变化。
目标是更好地了解典型的人类大脑如何工作和老化。该项目还将建立一个基线，科学家将能够根据该基线将大脑与阿尔茨海默病、自闭症、抑郁症和创伤性脑损伤等神经或精神疾病进行比较。
“我们开发的脑图可以帮助疾病研究人员指出正确的方向——例如，我们可以说‘这是基因组区域，在特定的神经元子集中，在大脑的那个部分，分子事件出错的地方导致这种疾病，'”中心负责人 Joseph Ecker教授说，他是 Salk 和 Howard Hughes 医学研究所研究员、基因组分析实验室主任。“最终，这些信息可能会帮助我们设计仅针对需要治疗的细胞群的基因疗法——在正确的时间将正确的基因传递到正确的位置。”
除了 Ecker，多组学人脑细胞图谱中心还包括 Salk 研究教授Margarita Behrens、加州大学圣地亚哥分校的 Bing Ren、加州大学欧文分校的徐向敏和圣路易斯华盛顿大学的 Ting Wang。
索尔克将获得该中心约 7700 万美元的资助，这是该研究所 62 年历史上获得的最大一笔单笔资助。
开端
多组学人脑细胞图谱中心是 NIH 新的 BRAIN 倡议细胞图谱网络的一部分，建立在五年努力绘制小鼠大脑的基础上，该项目被称为 BRAIN 倡议细胞普查网络。2021 年 10 月出版 的《自然 》特刊 描述了这项努力的结果，包括不同细胞类型如何在整个小鼠大脑中组织和连接。
“与我们从短途月球旅行中了解太空旅行的方式类似，小鼠大脑绘图项目教会了我们很多关于如何接近更大的大脑以及我们需要能够真正映射大脑的基因组信息类型。人脑，”贝伦斯说。“这个项目是科学团队合作成果丰硕的一个例子——这些类型的项目无法在一个实验室中完成。”
绘制人脑图
在多组学人脑细胞图谱中心，研究人员将检查 1,500 个大脑样本(30 个不同年龄的人脑，每个 50 个区域)。该中心主要关注表观遗传学——影响基因在给定细胞类型或特定时间“开启”或“关闭”的分子事件——而不是每个细胞的基因序列。该中心还将考虑哪些细胞住在哪里。埃克说，位置很重要，因为细胞会相互交流。
加州大学欧文分校的团队成员将主要管理大脑样本采集。Salk 的科学家们将从每个区域的每个单独细胞中分离出每个细胞核，并记录分子细节，例如染色质结构和 DNA 甲基化(即染色体的 3D 结构以及它们如何被化学标签修饰)。在加州大学圣地亚哥分校，任的实验室将研究染色质修饰和基因表达。
“从本质上讲，我们想要获取数百万甚至数亿脑细胞，尽可能了解它们的表观遗传学以及它们的染色质是如何排列的，并将它们投射到空间环境中，这样我们就可以看到这些细胞生活在哪里，并了解所有这些细胞是如何产生的。任何大脑区域的细胞都是有组织的，并且在任何年龄，”同时担任索尔克国际遗传学委员会主席的埃克说。
“目前，我们几乎没有这样的人脑数据。”
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