2023年5月31日，廣東省智能科學(xué)與技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“廣東省智能院”）張旭實(shí)驗(yàn)室（軀體感覺(jué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究組）在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Trends in Neuroscience》（神經(jīng)科學(xué)趨勢(shì)）在線(xiàn)發(fā)表了題為“Somatosensory neuron types and their neural networks as revealed via single-cell transcriptomics”的綜述論文。該論文對(duì)軀體感覺(jué)神經(jīng)元分類(lèi)的研究歷史、軀體感覺(jué)神經(jīng)元單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組特征及其生理功能、人類(lèi)的軀體感覺(jué)神經(jīng)元類(lèi)型、損傷后軀體感覺(jué)神經(jīng)元類(lèi)型的改變以及不同軀體感覺(jué)神經(jīng)元類(lèi)型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了梳理總結(jié)，對(duì)后續(xù)需要解決的問(wèn)題做了展望。
軀體感覺(jué)神經(jīng)元位于背根神經(jīng)節(jié)（DRG, dorsal root ganglia）和三叉神經(jīng)節(jié)，是一種假單極神經(jīng)元，其伸向外周的神經(jīng)末梢可以接收外界的化學(xué)、溫度以及機(jī)械刺激，通過(guò)伸向中樞的軸突將這些軀體感覺(jué)信息經(jīng)脊髓背角傳遞到大腦。為了處理不同類(lèi)型的感覺(jué)刺激信息，軀體感覺(jué)系統(tǒng)產(chǎn)生特化的神經(jīng)元類(lèi)型共同處理感覺(jué)信息。以往對(duì)DRG神經(jīng)元的分類(lèi)是根據(jù)其胞體的大小、導(dǎo)電特性以及功能基因的表達(dá)（如神經(jīng)肽、G蛋白偶聯(lián)受體、神經(jīng)絲200和小青蛋白）來(lái)進(jìn)行，近年來(lái)單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)為DRG神經(jīng)元的分類(lèi)提供了一個(gè)新的方法。然而，利用單細(xì)胞技術(shù)開(kāi)展的不同研究對(duì)神經(jīng)元類(lèi)型使用了不同的命名方法，因此要獲得DRG神經(jīng)元清晰一致的類(lèi)型圖譜仍需要多方的努力。
該綜述論文總結(jié)了不同實(shí)驗(yàn)室發(fā)表的DRG神經(jīng)元的單細(xì)胞或單細(xì)胞核RNA測(cè)序數(shù)據(jù)。值得注意的是，不同實(shí)驗(yàn)室報(bào)道的DRG神經(jīng)元類(lèi)型大都可以很好地對(duì)應(yīng)到一起。文中整合了不同實(shí)驗(yàn)室提供的標(biāo)記基因，建議根據(jù)DRG神經(jīng)元的轉(zhuǎn)錄組特征將其分為17個(gè)類(lèi)型，在以往的研究中至少有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室報(bào)道過(guò)這些類(lèi)型。與傳統(tǒng)的標(biāo)記基因相比，單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)鑒定出的特定神經(jīng)元類(lèi)型標(biāo)記基因更加特異。此外，文章整理了各個(gè)細(xì)胞類(lèi)型可選的標(biāo)記基因，這些基因可以用來(lái)構(gòu)建轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，為進(jìn)一步深入研究這些神經(jīng)元類(lèi)型的功能提供了幫助。文中還著重探討了這些DRG神經(jīng)元類(lèi)型的功能、人類(lèi)DRG神經(jīng)元的類(lèi)型、神經(jīng)損傷后DRG神經(jīng)元類(lèi)型的變化以及不同類(lèi)型DRG神經(jīng)元在大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。目前，該領(lǐng)域仍然存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，新鑒定出來(lái)的DRG神經(jīng)元類(lèi)型的生理功能以及神經(jīng)損傷誘導(dǎo)神經(jīng)元類(lèi)型的病理功能是什么？人類(lèi)DRG神經(jīng)元在發(fā)育過(guò)程中和慢性痛狀態(tài)下的細(xì)胞類(lèi)型是怎樣變化的？不同DRG神經(jīng)元類(lèi)型在大腦中精細(xì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是怎樣的？是否有不同類(lèi)型的脊髓投射神經(jīng)元接收來(lái)自不同類(lèi)型DRG神經(jīng)元的感覺(jué)輸入?都需要進(jìn)一步深入研究。
廣東省智能院博士后王開(kāi)開(kāi)為本文第一作者，張旭研究員為論文的通訊作者，蔡冰博士、宋玉冉博士和陳琰博士也做出了重要貢獻(xiàn)。該項(xiàng)工作得到了廣東省智能院王斌研究員的幫助，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省高水平創(chuàng)新研究院項(xiàng)目、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)科學(xué)創(chuàng)新基金以及深圳“三名工程”項(xiàng)目的支持。
