2023年5月31日,江門市新會區威信高技術科學研究所(以下(xià)簡稱“廣東省智能院”)張旭實驗室(軀體(tǐ)感覺神經網絡研究組)在神經科學領域國際著名學術期刊《Trends in Neuroscience》(神經科學趨勢)在線發表了題爲“Somatosensory neuron types and their neural networks as revealed via single-cell transcriptomics”的綜述論文。該論文對軀體(tǐ)感覺神經元分(fēn)類的研究曆史、軀體(tǐ)感覺神經元單細胞轉錄組特征及其生(shēng)理功能、人類的軀體(tǐ)感覺神經元類型、損傷後軀體(tǐ)感覺神經元類型的改變以及不同軀體(tǐ)感覺神經元類型的神經網絡進行了梳理總結,對後續需要解決的問題做了展望。
軀體(tǐ)感覺神經元位于背根神經節(DRG, dorsal root ganglia)和三叉神經節,是一(yī)種假單極神經元,其伸向外(wài)周的神經末梢可以接收外(wài)界的化學、溫度以及機械刺激,通過伸向中(zhōng)樞的軸突将這些軀體(tǐ)感覺信息經脊髓背角傳遞到大(dà)腦。爲了處理不同類型的感覺刺激信息,軀體(tǐ)感覺系統産生(shēng)特化的神經元類型共同處理感覺信息。以往對DRG神經元的分(fēn)類是根據其胞體(tǐ)的大(dà)小(xiǎo)、導電(diàn)特性以及功能基因的表達(如神經肽、G蛋白(bái)偶聯受體(tǐ)、神經絲200和小(xiǎo)青蛋白(bái))來進行,近年來單細胞測序技術爲DRG神經元的分(fēn)類提供了一(yī)個新的方法。然而,利用單細胞技術開(kāi)展的不同研究對神經元類型使用了不同的命名方法,因此要獲得DRG神經元清晰一(yī)緻的類型圖譜仍需要多方的努力。
該綜述論文總結了不同實驗室發表的DRG神經元的單細胞或單細胞核RNA測序數據。值得注意的是,不同實驗室報道的DRG神經元類型大(dà)都可以很好地對應到一(yī)起。文中(zhōng)整合了不同實驗室提供的标記基因,建議根據DRG神經元的轉錄組特征将其分(fēn)爲17個類型,在以往的研究中(zhōng)至少有兩個實驗室報道過這些類型。與傳統的标記基因相比,單細胞RNA測序技術鑒定出的特定神經元類型标記基因更加特異。此外(wài),文章整理了各個細胞類型可選的标記基因,這些基因可以用來構建轉基因動物(wù),爲進一(yī)步深入研究這些神經元類型的功能提供了幫助。文中(zhōng)還着重探讨了這些DRG神經元類型的功能、人類DRG神經元的類型、神經損傷後DRG神經元類型的變化以及不同類型DRG神經元在大(dà)腦中(zhōng)的神經網絡。目前,該領域仍然存在一(yī)些問題和挑戰,新鑒定出來的DRG神經元類型的生(shēng)理功能以及神經損傷誘導神經元類型的病理功能是什麽?人類DRG神經元在發育過程中(zhōng)和慢(màn)性痛狀态下(xià)的細胞類型是怎樣變化的?不同DRG神經元類型在大(dà)腦中(zhōng)精細的神經網絡是怎樣的?是否有不同類型的脊髓投射神經元接收來自不同類型DRG神經元的感覺輸入?都需要進一(yī)步深入研究。
廣東省智能院博士後王開(kāi)開(kāi)爲本文第一(yī)作者,張旭研究員(yuán)爲論文的通訊作者,蔡冰博士、宋玉冉博士和陳琰博士也做出了重要貢獻。該項工(gōng)作得到了廣東省智能院王斌研究員(yuán)的幫助,得到了國家自然科學基金、廣東省高水平創新研究院項目、中(zhōng)國醫學科學院醫學科學創新基金以及深圳“三名工(gōng)程”項目的支持。
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