IF=38！浙江大学李晓明/北京师范大学吴倩/王晓群通过单核转录组分析杏仁核跨物种的分子和细胞进化

杏仁核或类似杏仁核的结构存在于所有脊椎动物的大脑中，在生存和繁殖中起着至关重要的作用。然而，杏仁核的细胞结构以及它是如何进化的仍然难以捉摸。

2023年2月14日，浙江大学李晓明、北京师范大学吴倩及王晓群共同通讯在Cell Discovery（IF=38）在线发表题为“Molecular and cellular evolution of the amygdala across species analyzed by single-nucleus transcriptome profiling”的研究论文，该研究通过单核转录组分析了杏仁核跨物种的分子和细胞进化。该研究生成了人类、猕猴、小鼠和鸡杏仁核中超过20万个细胞的单核RNA测序数据。在所有的数据集中都发现了大量来自不同杏仁核亚核的神经元细胞类型。

跨物种分析显示，杏仁核抑制性神经元和抑制性神经元富集亚核在细胞组成和标记基因表达方面具有良好的保守性，而兴奋性神经元富集亚核则相对分散。此外，LAMP5+中间神经元在灵长类动物中更为丰富，而DRD2+抑制性神经元和LAMP5+SATB2+兴奋性神经元分别在人类中央杏仁核(CEA)和基底外侧杏仁核复核(BLA)中占主导地位。作者还鉴定了cea样神经元及其在鸡中的种特异性分布模式。这项研究强调了杏仁核中细胞类型的极端多样性，并揭示了跨物种细胞类型和基因表达模式的保守和分歧，这可能有助于物种特异性适应。

杏仁核负责动物的生存，它在情绪效价、记忆编码、进食、社会行为和行为状态评估中也起着关键作用。杏仁核的损伤或功能中断与各种神经疾病有关，特别是神经精神障碍，如精神分裂症、焦虑和双相情感障碍。在一项研究中，Johnston提出杏仁核由皮质样和纹状体样组成。

过去几年的研究表明，杏仁核比人们之前想象的要复杂得多。鉴于杏仁核有多种胚胎起源，它是一个mosaic状结构，具有丰富的神经元细胞类型。然而，尽管已经过去了两百年，人们对杏仁核的细胞组成和基因表达模式的理解仍然有限。值得注意的是，缺乏细胞类型特异性研究一直是解析杏仁核功能和理解杏仁核相关疾病的主要障碍。

尽管杏仁核在神经元亚型、分子特征和连接方面高度复杂，但越来越多的证据表明，初级杏仁核亚核和基本回路连接和功能在物种间是保守的，尤其是在哺乳动物和蜥类动物中。尽管物种差异确实存在，但它们拥有共同的组织模式和发育调节基因的相同基本组合。杏仁核亚核的相对大小和复杂性在物种之间有所不同。与其他哺乳动物相比，人类和非人类灵长类动物杏仁核的副脑核(PL)相对较大。在蜥脚类动物中，杏仁核亚核的定位仍然存在争议。然而，进化在多大程度上改变了不同物种杏仁核的细胞类型和基因表达模式尚不清楚。

哺乳动物杏仁核亚核的进化保守与分化（图源自Cell Discovery ）

该研究建立了一个全面的人类、猕猴、小鼠和鸡杏仁核的单核转录组图谱。作者的数据揭示了杏仁核在物种间的普遍进化守恒。CEA和IA在哺乳动物中特别保守，甚至在鸡中也发现了类似的结构和细胞类型。BLA和COA/MEA在进化过程中存在相对差异。该还发现了几种灵长类和人类的显性细胞类型。在灵长类动物中，LAMP5+中间神经元更为丰富，在人类CEA和BLA中分别富集DRD2+抑制性神经元和LAMP5+/ SATB2+兴奋性神经元。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41421-022-00506-y

转自：“iNature”微信公众号

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