Пайплайн BrainSPACE выявил гетерогенность нейронов слоя 4 зрительной коры макак

Исследователи разработали протокол заготовки и хранения тканей мозга BrainSPACE и применили его для картирования зрительной коры макаки-резуса, сообщает журнал Nature Communications. С помощью секвенирования РНК одиночных ядер (snRNA-seq) авторы профилировали около 100 000 ядер из областей V1 и V4, создав детальный транскриптомный атлас ранних и промежуточных отделов зрительной системы doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Заготовка тканей и анализ областей

Для снижения деградации биомолекул мозг извлекали в течение 30 минут после остановки сердца и охлаждали в ледяном буфере. Каждое полушарие разделяли и нарезали на сагиттальные срезы толщиной 3 мм на охлажденных пластинах-спейсерах. Полученные срезы фотографировали, сопоставляли с анатомическим атласом и замораживали при -80 °C в боксе BrainSPACE. Из замороженных срезов исследователи вырезали блоки размером 5–10 на 10 мм, включающие все корковые слои и белое вещество, из пяти областей зрительной коры: V1, V2, V4, MT и TEO doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Разнообразие проекционных нейронов слоя 4

Сравнительный анализ показал высокую консервативность ГАМК-эргических интернейронов между областями, тогда как популяции глутаматергических проекционных нейронов продемонстрировали строгую специфичность doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. В первичном зрительном поле V1 авторы выявили семь уникальных транскриптомных подтипов проекционных нейронов, характерных для слоя 4, тогда как в поле V4 обнаружен один специфичный для него подтип слоя 4 doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Метод флуоресцентной гибридизации in situ единичных молекул (smFISH) подтвердил наличие градиентов экспрессии маркерных генов через зоны V1, V2, V4, MT и TEO, коррелирующих с анатомической иерархией дорсального и вентрального потоков doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Анализ генных онтологий указал на обогащение путей синаптической пластичности в подтипах слоя 4 doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Среди идентифицированных генов авторы отметили маркеры NTNG1 и NLGN1, ассоциированные в литературе с нарушениями развития нервной системы, что связывает молекулярную специализацию входного слоя коры с иерархической обработкой зрительной информации у приматов doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.