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▎學(xué)術(shù)經(jīng)緯/報道 頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》新近上線的一篇論文中，神經(jīng)科學(xué)家?guī)砹擞嘘P(guān)腦細(xì)胞性別差異的一項研究結(jié)果。據(jù)研究機(jī)構(gòu)的新聞介紹，這是科學(xué)家“首次在哺乳動物的大腦中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞類型有性別差異”。有趣的是，這些細(xì)胞所在區(qū)域是控制攻擊行為和交配行為的腦區(qū)。此次研究由加州理工大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家David Anderson教授領(lǐng)銜，與其多位同事以及艾倫腦科學(xué)研究所（Allen Institute for Brain Sciences）展開合作。
▲David Anderson教授是加州理工學(xué)院陳天橋雒芊芊腦科學(xué)研究院院長（圖片來源：Caltech官網(wǎng)）
我們知道，同一個個體內(nèi)的所有細(xì)胞都包含同樣的基因藍(lán)圖。不過，細(xì)胞的類型多種多樣，例如在大腦中，就有各種神經(jīng)元和不同的膠質(zhì)細(xì)胞。這是因為，不同細(xì)胞內(nèi)制造出產(chǎn)物的基因組合各有不同。有人說基因組就像鋼琴的88個琴鍵，每個細(xì)胞彈奏不同的鍵（基因）就有了不同的聲音（細(xì)胞類型）；有人說基因表達(dá)模式就像食譜，細(xì)胞挑選和組合不同的食材（基因）可以做出不同的風(fēng)味（細(xì)胞類型）。因此，通過分析細(xì)胞類型，“理解大腦中細(xì)胞的多樣性，對于研究神經(jīng)功能和功能障礙至關(guān)重要。”研究者在論文中說。
這項研究中，科學(xué)家們關(guān)注的腦區(qū)是下丘腦。這個部位執(zhí)行許多事關(guān)生死的基本功能，比如“食”和“色”，所有脊椎動物的大腦中都有下丘腦。其中有一個特殊的分區(qū)，稱為下丘腦腹中側(cè)核（VMH），其腹外側(cè)分支（VMHvl）與動物的進(jìn)攻行為緊密相關(guān)。
▲來??！互相傷害啊！（圖片來源：Pixabay）
曾經(jīng)有研究者對小鼠VMHvl部位的神經(jīng)元給予電刺激，看看小鼠會出現(xiàn)什么行為。當(dāng)刺激強(qiáng)度很大時，這些小鼠，無論是原本好斗的雄鼠還是原本溫順的雌鼠，都會變得充滿進(jìn)攻性，哪怕面前并沒有出現(xiàn)任何威脅。而在刺激強(qiáng)度較小時，這些小鼠出現(xiàn)了交配行為。因此，科學(xué)家們對這個控制相愛和相殺的VMHvl區(qū)域很感興趣。為了確定這里的腦細(xì)胞由哪些類型組成，研究者分別采用了兩種先進(jìn)的單細(xì)胞RNA測序技術(shù)：SMART-seq和10x genomics平臺。據(jù)介紹，相比過去只能檢查到每個細(xì)胞中10%的轉(zhuǎn)錄RNA信息，現(xiàn)在這項研究可以觀察到更高的比例。
▲小鼠大腦切面中，紅色指示的就是下丘腦VMHvl（圖片來源：參考資料[1]）
研究人員總共對8萬多個VMHvl神經(jīng)元進(jìn)行了測序，同時還分析了基因表達(dá)模式與神經(jīng)投射、行為激活之間的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，小鼠的這一小塊腦區(qū)盡管只包含4000個神經(jīng)元，但可以分出17個不同的細(xì)胞類型。令人意外的是，這些基于基因表達(dá)的細(xì)胞類型并不完全與它們的神經(jīng)投射、激活的行為有一一對應(yīng)關(guān)系，但有少數(shù)幾種類型只被特定的行為激活，比如只被交配行為激活，或是只被社交恐懼行為激活。在不同性別的小鼠大腦中，研究人員也發(fā)現(xiàn)VMHvl區(qū)的細(xì)胞類型有所差別。雄性小鼠中的細(xì)胞類型更為多樣，而有一些類型只發(fā)現(xiàn)存在于雌性小鼠腦中。
▲考察不同轉(zhuǎn)錄組類型的細(xì)胞與雌雄、雄雄間的行為激活的對應(yīng)關(guān)系（圖片來源：參考資料[1]）
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