南加州大学脑细胞研究获得美国国立卫生研究院1900万美元拨款

研究人员将会对每种细胞类型进行前所未有的精细识别与分类。

南加州大学Keck医学院的Mark and Mary Stevens神经影像和信息学研究所获得了1900万美元资助来进行针对大脑细胞建立分类系统的研究。研究团队由神经学副教授Hong-Wei Dong带领，将会加入“BRAIN计划细胞普查网络”联盟，一项由“BRAIN计划”资助的五年多位点合作计划。

“BRAIN计划”于2013年由前总统巴拉克•奥巴马启动，这是美国国立卫生研究院牵头的公私合作伙伴关系，将联邦机构与基金会、大学和行业组织联合起来，制定和实施创新技术从而推动人类大脑研究的革新。

目前的项目以小鼠为试验对象，研究人员将会对其器官进行前所未有的详细检查，结合解剖学、生理学和遗传学方法，对不同的细胞类型进行全面描述。这是一项范围广泛的分类和绘图工作，规模上堪比人类基因组计划。

“科学家们在最初对大脑进行研究时，将其分为了多个脑叶，”Dong副教授说道。“之后，我们逐步将其分为更小的部分。现在，我们着眼于各细胞类型群，甚至各个独立的细胞。”

“BRAIN计划”是NIH最知名的计划之一，加入其中即意味着Keck医学院研究人员将有机会参与各种研究活动，促进生物医学领域其他项目的进展。

我们将会开发各种数据集和工具，这是阐述脑部结构和功能不可或缺的。

Arthur Toga

“我们正在创建前所未有的精细分类系统，”该研究所主任Arthur Toga说道。“在这过程当中，我们也在开发各种数据集和工具，这是阐述脑部结构和功能不可或缺的。”

从多角度入手

该联盟的首要目标是识别小鼠脑部的各种细胞类型并进行编录，这需要处理来自各方面的问题：从连接性绘图到观察分子特征、电生理特性和功能相关性等。

通过其革命性的小鼠连接体项目，Dong副教授的研究团队已在业界享有盛名，将会成为该计划的中坚力量。该团队的主要工作是记录并描述各种脑细胞的结构和连接性。

“我们打算通过这些细胞类型在脑部与其他细胞的连接方式来对其进行识别，”神经学研究副教授Houri Hintiryan解释说道，他也是Dong副教授工作小组中的一员。“细胞类型可以通过其连接性输出和输入进行识别。”

Dong副教授是该研究院神经解剖学分析的主要研究负责人，但也会为两个其他项目提供支持：纽约冷泉港实验室的连接性和转录组分析项目，以及位于拉荷亚的Salk生物研究所的表观基因组项目。

对于每个项目，Dong副教授的研究团队都会生成并分析数据，同时提供信息支持。该团队将会采用多种最先进的成像技术，包括尖端显微镜和病毒跟踪方法。

哺乳动物脑部绘图

今年秋季，Dong副教授启动了南加州大学综合连接组学中心（Center for Integrative Connectomics），并设立了跨学科研究团队，致力于绘制详细的哺乳动物脑部连接图。在对各细胞类型的基础功能进行研究时，该中心还会探索更大的细胞网络以及因连接问题导致的疾病。探究这些问题的答案不仅可以了解在健康状况下脑部的功能运转，也能了解导致疾病的病因。

“借助我们现在可用于动物模型的各种先进工具，我们可以选择性地处理特定细胞类型，从而更好地理解其功能性角色，”Hintiryan副教授说道。“如果我们能够了解这些神经元如何相互关连，这将会帮助我们理解各种疾病中所出现的问题。

“希望我们将此研究成果转移到治疗人类神经紊乱问题上，”她说道。

该研究由美国国立卫生研究院提供支持（U01MH114829、U19MH114821和U19MH114831）。

编辑：Zara Abrams

头图：从内侧前额叶皮质中的神经元向杏仁核投射。（图/Hong-Wei Dong友情提供）