小鼠大脑中的皮层投射神经元的表观遗传多样性

科学领域:

• 神经科学
• 分子生物学
• 基因组学

背景情况:

• 神经细胞类型通常由分子,解剖学和功能性质来定义.
• 单细胞基因组学提供高分辨率的分子数据,但往往缺乏解剖学背景.
• 了解分子和解剖特征之间的相互作用对于定义皮质神经元类型至关重要.

研究的目的:

• 研究皮层神经元的分子和解剖特征之间的关系.
• 将神经表观特征与特定的投影模式联系起来.
• 通过整合表观基因和投影数据来描述神经元细胞类型的多样性.

主要方法:

• 用单核DNA甲基化测序进行复合逆行标记.
• 在63个长距离预测中分析了11,827个单个新皮质神经元的表观遗传学数据.
• 使用解剖学研究验证已识别的神经元亚型.

主要成果:

• 识别了与神经元的层状,区域和投射模式相对应的独特表观遗传特征.
• 根据表观基因组和皮层点区分的脑内神经元.
• 发现一些第5层外脑神经元 (L5 ET) 形成与轴突突出的不同集群,具有区域特异性变异.
• 发现一个与L5 ET神经元共享表观遗传特征的皮质-皮质投影神经元群体,表明其具有双重准能力.

结论:

• 单细胞表观遗传学方法可以有效地将分子特性与神经元的解剖学和投影特征联系起来.
• 表观遗传特征为分类神经元亚型和理解大脑电路提供了强大的工具.
• 这项研究揭示了5层神经元及其投射目标的异质性.