人类大脑皮层具有巨大的细胞多样性。 人类皮层中不同的细胞类型是如何组织的，以及不同物种的细胞组织是如何变化的，目前仍不清楚。 2022年6月30日，哈佛大学庄小威团队在Science 在线发表题为“Conservation and divergence of cortical cell organization in human and mouse revealed by MERFISH”的研究论文，该研究使用多重抗错荧光原位杂交 (MERFISH) 对 4000 个基因进行了空间分辨单细胞分析，鉴定了 100 多个转录不同的细胞群，并生成了人类颞中回和上颞回的分子定义和空间分辨的细胞图谱。该研究进一步探索了以细胞类型特异性方式由体细胞接触或接近引起的细胞间相互作用。 人类和小鼠皮质的比较显示细胞层状组织的保守性和跨物种体细胞相互作用的差异。 总之，该研究数据揭示了人类特定的细胞-细胞接近模式以及人类皮层中神经元和非神经元细胞之间相互作用的显著增加。

人类大脑皮层由数十亿不同类型的细胞组成。这些细胞的空间组织和相互作用在塑造和维持各种大脑功能方面发挥着关键作用。例如，神经元和非神经元细胞之间的相互作用对于轴突传导、突触传递和组织稳态至关重要，并且是大脑正常功能所必需的。这种细胞-细胞相互作用的破坏会导致各种神经系统疾病，例如自闭症、精神分裂症和阿尔茨海默病。然而，对人类皮层中不同细胞类型的组织和相互作用的了解有限。最近的单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 分析揭示了人类颞中回 (MTG) 中转录不同的细胞群的多样性。将 scRNA-seq 与显微切割相结合的努力，以及最近针对 120 个基因的原位测序，揭示了人类 MTG 中这些转录定义的神经元细胞类型（特别是兴奋性神经元）的层状组织。然而，这些研究并没有以高分辨率阐明细胞类型之间的空间关系，并且仍然缺乏对这种高度多样性的细胞类型之间的细胞-细胞相互作用的系统表征。单细胞转录组学和表观基因组学分析也为小鼠、狨猴和人类皮质中细胞多样性和细胞类型的分子特征的进化提供了丰富的见解，但不同细胞类型之间的空间关系和相互作用如何在不同物种之间发生变化仍然存在很大程度上不清楚。

通过 MERFISH 对人类皮层进行空间分辨的单细胞转录组分析（图源自Science ）

该研究使用多重抗错荧光原位杂交 (MERFISH) 对 4000 个基因进行了空间分辨单细胞分析，鉴定了 100 多个转录不同的细胞群，并生成了人类颞中回和上颞回的分子定义和空间分辨的细胞图谱。该研究进一步探索了以细胞类型特异性方式由体细胞接触或接近引起的细胞间相互作用。 人类和小鼠皮质的比较显示细胞层状组织的保守性和跨物种体细胞相互作用的差异。 总之，该研究数据揭示了人类特定的细胞-细胞接近模式以及人类皮层中神经元和非神经元细胞之间相互作用的显著增加。