Nat Commun：大脑“地图”新突破！科学家成功绘制出小鼠海马体分子图谱

yinfuhua

Nat Commun：大脑“地图”新突破！科学家成功绘制出小鼠海马体分子图谱
3 J, [" t- ~8 e; H1.        小鼠$ E4 D. L1 M! L" o" c& M+ u* p
2.        转录组9 I. \" N- M1 z
3.        海马体
, a# }: m" V" s1 S( _4.        CA1突触8 j& n3 p) Q6 u' w$ z; C7 ^
来源：生物谷原创 2025-09-22 10:54
$ C! D4 X' A0 T; d本研究通过结合先进的分子生物学技术和精确的实验设计，为理解海马体的分子多样性和神经元功能提供了新的视角。: Y7 e4 D- x8 B% M
最近，关于大脑的研究在全球范围内引起了广泛关注，尤其是大脑的神经科学领域，作为人体最复杂的器官之一，大脑的复杂结构和功能一直是科学家们探索的热点。目前全球约有5000万人患有阿尔茨海默病，而这一数字预计在未来几十年内将大幅增加，此外，诸如帕金森病、亨廷顿病等其它神经系统疾病也严重影响着人类的生活质量，这些疾病的发病机制与大脑的分子多样性和神经元之间的复杂相互作用密切相关；因此，深入了解大脑的分子结构和功能对于开发有效的治疗方法至关重要。
* e$ j: W& D' e( _# Y近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“An integrated transcriptomic and proteomic map of the mouse hippocampus at synaptic resolution”的研究报告中，来自马克斯普朗克大脑研究所等机构的科学家们通过研究深入探索了小鼠海马体的分子多样性，并绘制出了其转录组和蛋白质组的详细图谱。
$ `' V( b3 {) D2 z3 G  J海马体是大脑中与记忆和学习功能密切相关的重要区域，其复杂的分子结构和功能对于理解大脑的神经可塑性至关重要。这项研究中的实验对象为10至11周龄的小鼠，包括Cre阳性小鼠和Cre阴性小鼠，这些小鼠被用于组织样本和突触体样本的制备；文章中，研究人员使用了包括RNA测序（RNA-seq）、液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）、荧光激活突触体分选（FASS）和精确微解剖技术等多种先进技术开展研究，这就能帮助科学家们从空间分辨的角度深入分析海马体的转录组和蛋白质组。
5 \( ~6 a  {( g9 u6 X# r+ p首先，研究人员将小鼠的大脑快速取出并置于冰冻的人工脑脊液中，随后进行水平切片和精确微解剖，分离出海马体的CA1、CA2/3和齿状回（DG）等亚区。通过使用Percoll密度梯度法分离粗突触体即FASS技术，研究人员进一步纯化了突触体，并从微解剖的组织和纯化的突触体中提取RNA进行RNA-seq分析。紧接着研究者使用LC-MS/MS技术对组织和突触体样本中的蛋白质进行定量分析。6 S  `$ x& Z7 {: X% [2 J- g
功能群与致病基因的空间组织5 z- M$ U0 r1 |& f; C* ?
研究者表示，他们发现了数千种在不同海马体亚区和突触体中富集的分子，这些分子涵盖了多种受体、通道、代谢和粘附家族；通过整合转录组和蛋白质组数据，他们发现，某些蛋白质的丰度与mRNA的可用性密切相关，而另一些则因蛋白质半衰期的差异而表现出解耦现象。随后研究者还揭示了在海马体的远端树突中局部蛋白质合成的重要性，这就表明，局部翻译在维持神经元功能中发挥着关键作用。通过对CA1突触的分类分析，研究人员发现，激酶、细胞骨架元素和粘附分子在定义突触特异性方面起着重要作用。" y: i2 ?* m1 g
综上，本研究通过结合先进的分子生物学技术和精确的实验设计，为理解海马体的分子多样性和神经元功能提供了新的视角；相关研究结果不仅揭示了海马体在不同亚区和突触体中的分子分布特征，还强调了局部翻译和蛋白质运输在维持神经元功能中的重要性，这些发现对于开发针对神经系统疾病的新型治疗方法具有重要意义。
( ?# l6 \$ M) W3 v. Z3 C. X未来，研究人员还将进一步探索这些分子在疾病状态下的变化及其是如何影响神经元的可塑性和功能的，通过深入理解大脑的分子机制，研究人员或有望找到更有效的治疗策略来改善神经系统疾病患者的生活质量。（生物谷Bioon.com）5 C8 H2 U  @/ U4 r2 p
参考文献：9 O# t( J* R) ^+ @& @& m3 Z- P
Kaulich, E., Waselenchuk, Q., Fürst, N. et al. An integrated transcriptomic and proteomic map of the mouse hippocampus at synaptic resolution. Nat Commun 16, 7942 (2025). doi：10.1038/s41467-025-63119-5
' `# `3 L, m* y) `+ T! U" N4 A