科学探索|蝾螈的Stereo-seq技术研究为科学家带来对大脑再生的新见解蝾螈的Stereo-seq技术研究为科学

由于独特和可爱的外观，蝾螈Ambystoma mexicanum是一种受欢迎的宠物。与其他蜕变的蝾螈不同，Ambystoma mexicanum永远不会超越它们的幼虫、幼年阶段，这种特性被称为幼态持续。

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另外，它还因能再生缺失的肢体和其他组织--包括大脑、脊髓、尾巴、皮肤、四肢、肝脏、骨骼肌、心脏、上颚和下颚及视网膜、角膜和晶状体等眼部组织--而被认可。
哺乳动物--包括人类在脑部受伤后几乎没有能力重建受损组织。另一方面，一些物种如鱼和蝾螈却可以用新的神经元补充受伤的大脑区域。

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大脑再生需要以时间和区域特定的方式协调复杂的反应。在《科学》封面上发表的一篇论文中，BGI及其研究伙伴利用Stereo-seq技术在整个发育和再生过程中以单细胞分辨率重建了蝾螈的大脑结构。研究使轴突动物能更新其大脑的基因和细胞类型可能会带来对严重伤害的更好治疗并释放出人类的再生潜力。
【科学探索|蝾螈的Stereo-seq技术研究为科学家带来对大脑再生的新见解】
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研究小组收集了轴突动物六个发育阶段和七个再生阶段的样本并收集了相应的时空立体测序数据。这六个发育阶段包括：
孵化后的第一个喂养阶段（第44阶段）
前肢发育阶段（第54阶段）
后肢发育阶段（第57阶段）
少年阶段
成年阶段
变态阶段
通过对各发育阶段细胞类型的系统研究，研究人员发现，在早期发育阶段，位于VZ区的神经干细胞很难区分亚型，而从青春期开始，具有专门的神经干细胞亚型具有空间区域特征，因此这表明各种亚型在再生过程中可能具有不同的功能。
在研究的第三部分，研究人员生成了一组端脑切片的空间转录组数据，其涵盖了七个损伤诱发的再生阶段。15天后，一种新的神经干细胞亚型即reaEGC（反应性上皮细胞）出现在伤口区域。

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据了解，伤口处出现了部分组织连接，在20至30天后，新组织再生，但细胞类型组成跟非损伤组织明显不同。直到受伤后60天，受损区域的细胞类型和分布才恢复到非受伤组织的状态。
参与这一过程的关键神经干细胞亚型(reaEGC)来自于静止的神经干细胞亚型(wntEGC和sfrpEGC)受到损伤刺激后在伤口附近的激活和转化。
在发育和再生过程中，神经元的形成有什么相似和不同之处？研究人员发现发育和再生之间有一个类似的模式，即从神经干细胞到祖细胞，随后变成不成熟的神经元，最后则变成成熟的神经元。

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通过比较这两个过程的分子特征，研究人员发现，神经元的形成过程在再生和发育过程中高度相似，这表明损伤诱导神经干细胞将自身转化为发育的年轻化状态以启动再生过程。
研究论文第一作者、BGI-Research高级研究员Xiaoyu Wei博士说道：“我们的团队分析了蝾螈大脑再生过程中的重要细胞类型并跟踪了其空间细胞谱系的变化。Stereo-seq所揭示的关键细胞类型的时空动态为我们提供了一个强大的工具，从而为生命科学铺设新的研究方向。”