RNA条形码给力：首次大规模绘制大脑神经元连接图！

近日，一场脑科学研究的革命正在悄然发生。美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的科学家团队开发出一种名为Connectome-seq的全新技术，通过为每个神经元分配独特的RNA“条形码”，成功绘制了小鼠大脑中超过1000个神经元的精细连接图谱。这一成果发表于《自然方法》（Nature Methods）杂志，标志着神经连接图谱绘制迈入高通量时代。

传统脑图谱绘制工作极为缓慢而艰难。研究人员通常需要将脑组织切成极薄的切片，在显微镜下逐一成像，再手工重建神经通路。尽管基于测序的新工具能够一次性标记大量神经元，但它们往往只能显示神经元的延伸方向，而无法精确识别其在突触处所连接的具体目标细胞。

研究团队巧妙地将神经连接问题转化为测序问题。他们利用RNA条形码对每个神经元进行唯一标记，特殊蛋白质会将这些条形码从神经元的胞体运输至突触——两个神经元相互接触的部位。到达后，突触连接被分离出来，通过高通量测序读取条形码对。如果同一个连接点同时出现来自两个不同神经元的条形码，就意味着这两个神经元直接相连。

“想象一下一大串气球，每个气球上都贴着独特的条形码标签，有些气球的标签还延伸到了绳子的末端。如果两个气球在末端被系在一起，这两个条形码就会在连接处相遇。我们剪掉这些结点并进行测序，就知道哪些气球是绑在一起的。”研究人员赵博轩（音译）用一个生动比喻解释了这项技术。通过这种方式，研究人员能以单突触分辨率和前所未有的速度，同时绘制数千条神经连接。
利用Connectome-seq，团队成功绘制了小鼠脑内桥脑小脑通路中超过1000个神经元的连接图谱，揭示出此前未知的连接模式，包括在成年大脑中从未被证实过的细胞类型之间的直接连接。

这项技术的意义远超基础研究。赵博轩指出，比较健康大脑与患病大脑的连接差异，有望在症状出现前就发现神经回路的早期变化。“例如，如果我们能精准找到究竟是哪个薄弱环节触发了阿尔茨海默病中的灾难性连锁反应，能否有针对性地强化这些连接，从而减缓或阻止疾病的进展？”
目前，该实验室已着手进行技术改进，目标是最终实现完整小鼠大脑图谱的绘制，为理解神经退行性疾病、精神障碍的环路功能障碍及开发基于环路的治疗干预措施提供革命性平台。
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