作者，Evil Genius

相對于單細(xì)胞，國內(nèi)的空間技術(shù)發(fā)展還是比較落后的，國外早就有了CODEX等高精度空間平臺，目前國內(nèi)最好的空間平臺，無疑還是華大的Stereo-seq，百邁客的高精度平臺見得很少。

華大把自己的單細(xì)胞平臺進(jìn)行了更新，原理還是微流控，改變了當(dāng)初依靠重力捕獲的方法（個人認(rèn)為這種方法有點(diǎn)開玩笑的做法）?？臻g的話，受到國家的支持，也一直在推進(jìn)。華大空間當(dāng)然精度高，分析難度比較大，且數(shù)據(jù)和底片不能結(jié)合，但是認(rèn)真分析還是可以做到很多很好的分析內(nèi)容，比較費(fèi)人。

最近跟美國的團(tuán)隊(duì)交流比較多，感覺得到國內(nèi)外的差距，雖然是美國人啊，但都是國人移民過去的，有時候談起這個問題，科研的嚴(yán)謹(jǐn)程度，美國那邊那邊還是很高的，國內(nèi)也在追趕。

其中有一個小插曲，就是在討論做腫瘤早篩的時候，訓(xùn)練算法當(dāng)然是核心，美國團(tuán)隊(duì)會提供，但是我們卻掌握不到核心，我就私下問了一句，都是國人不必卡這個吧，但是不行，會有法律責(zé)任，可以用，但是核心的東西不能外泄。

看來是真的，科學(xué)無國界，但是科學(xué)家還是有國界的，真正的核心內(nèi)容，唯有自己突破。

這個角度看，華大的很多做法雖然和國外有差距，但是確實(shí)有自己核心的東西，不會受到壟斷的威脅。

當(dāng)然這都是上層領(lǐng)導(dǎo)的決定了，我只是個小人物，工作而已。

今天參考的文獻(xiàn)在Spatiotemporal transcriptome atlas reveals the regional specification of the developing human brain（cell）。

文章其中最好的地方是這個

這是一個很好的信號，說明華大的空間也開始重視空間位置的分析，不再像當(dāng)初把空間當(dāng)成單細(xì)胞分析的那種套路了。

• 大腦的不同功能區(qū)是基本神經(jīng)生理活動的基礎(chǔ)。
• 結(jié)合空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)(scStereo-seq)和scRNA-seq，建立了6-23孕周(GWs)人類大腦多個區(qū)域的時空發(fā)育圖譜。

知識背景

• 在發(fā)育過程中，大腦通過內(nèi)在基因程序產(chǎn)生的空間線索的復(fù)雜相互作用而發(fā)育，從而在人類大腦中產(chǎn)生復(fù)雜的細(xì)胞類型。
• 通過單細(xì)胞空間增強(qiáng)分辨率組學(xué)測序(scStereo-seq)，繪制了228,047個個體細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組圖譜，并繪制了多個人腦區(qū)域的超大面積空間圖譜。
• 系統(tǒng)地揭示了細(xì)胞類型的層次關(guān)系，區(qū)分了不同腦區(qū)發(fā)育過程中的分支點(diǎn)。

結(jié)果1、發(fā)育中的人腦單細(xì)胞時空轉(zhuǎn)錄組圖譜

• 構(gòu)建大腦的單細(xì)胞圖譜，marker大家搜集一下

基于經(jīng)典標(biāo)記基因，注釋為免疫細(xì)胞(小膠質(zhì)細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞;PTPRC)、中胚層(HAND1)、內(nèi)胚層(FABP1)、紅細(xì)胞(ALAS2)、內(nèi)皮細(xì)胞(EC;CDH5和CLDN5)、周細(xì)胞(KCNJ8和CSPG4)、成纖維細(xì)胞(LUM和COL1A1)、神經(jīng)嵴(BMP4)、神經(jīng)管(NES和HOXB9)、神經(jīng)祖細(xì)胞(NPC;TOP2A, HES5和NES)，普通谷氨酸能神經(jīng)元(cGlu;SLC17A6和SLC17A7)， Cere顆粒細(xì)胞(GC;RBFOX3和RELN)，單極刷狀細(xì)胞/興奮性小腦核(UBC/eCN;EOMES和LMX1A)，常見gaba無能神經(jīng)元(cGABA;GAD1和GAD2)，浦肯野細(xì)胞(CA8和SKOR2)，少突膠質(zhì)前體細(xì)胞(OPC;OLIG1, OLIG2和PDGFRA)和星形膠質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞(APC;GFAP和AQP4)

• Stereo-seq bin50進(jìn)行分析

  
  
  Spatiotemporal transcriptomic landscape of the developing human brain
  
  
  Spatiotemporal transcriptomic landscape of the developing human brain
  
  
  Spatiotemporal transcriptomic landscape of the developing human brain

結(jié)果2、人腦發(fā)育過程中NPCs空間多樣性的分子基礎(chǔ)

• NPCs細(xì)胞再分群
• NPCs細(xì)胞在腦區(qū)域的變化

結(jié)果3、RG（徑向神經(jīng)膠質(zhì)）階段表現(xiàn)出明顯的區(qū)域異質(zhì)性

• 在RG階段出現(xiàn)明顯的區(qū)域異質(zhì)性

結(jié)果4、TFAP2C是決定人類Cor RG命運(yùn)的關(guān)鍵TF

• TFAP2C的缺失可能影響Cor RG的形成（基因敲除實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）。

  
  
  Spatiotemporal diversity of NPC subtypes and molecular differences of RGs in distinct regions of the developing human brain
  
  
  Spatiotemporal diversity of NPC subtypes and molecular differences of RGs in distinct regions of the developing human brain

結(jié)果5、RG subtypes with specific spatial distribution are identified in Dien and Mid

• 結(jié)合scRNA-seq和scStereo-seq，對分區(qū)域RG亞型的空間分布進(jìn)行分析，不僅驗(yàn)證了這些亞型的存在，而且為細(xì)胞定位和細(xì)胞亞型的產(chǎn)生提供了關(guān)鍵線索。

  
  
  RG subtypes with specific spatial distribution are identified in Dien and Mid
  
  
  RG subtypes with specific spatial distribution are identified in Dien and Mid

結(jié)果6、Molecular signatures of glutamatergic and GABAergic neurons

• 作為復(fù)雜腦功能的執(zhí)行單位，神經(jīng)元是大腦中最不可缺少的組成部分為了研究人類大腦發(fā)育過程中神經(jīng)元的時空動態(tài)
• 將62520個glutamatergic神經(jīng)元和59062個GABAergic神經(jīng)元根據(jù)deg分別細(xì)分為17個和20個亞群。這些神經(jīng)元亞群表現(xiàn)出明顯的腦區(qū)域異質(zhì)性和相互之間的多樣性相關(guān)性
• glutamatergic神經(jīng)元是大腦中主要的興奮性神經(jīng)元，分布在不同區(qū)域，負(fù)責(zé)許多關(guān)鍵的神經(jīng)生理活動

• 通過對GABAergic神經(jīng)元和glutamatergic神經(jīng)元進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)了大量具有不同標(biāo)記基因的神經(jīng)元亞群，揭示了不同大腦區(qū)域的多樣性和異質(zhì)性。

  
  
  Molecular signatures and spatial distribution of neurons across regions in the developing human brain

結(jié)果7、發(fā)育中的人腦神經(jīng)元亞群的時空分布

• 揭示了腦內(nèi)神經(jīng)元背腹側(cè)分布的差異，并解碼了人腦發(fā)育過程中神經(jīng)元亞型的時空動態(tài)變化和區(qū)域多樣性。

  
  
  Molecular signatures and spatial distribution of neurons across regions in the developing human brain

結(jié)果8、RG的區(qū)域異質(zhì)性有助于隨后的神經(jīng)元specification

• 通過結(jié)合scRNA-seq和scStereo-seq數(shù)據(jù)，計(jì)算重建了來自五個區(qū)域的特定神經(jīng)元亞群的發(fā)育軌跡。

• 通過結(jié)合scRNA-seq和scStereo-seq，可以更好地了解RG細(xì)胞的區(qū)域異質(zhì)性如何影響發(fā)育中的人腦中隨后的神經(jīng)元specification。

  
  
  Developmental trajectories of specific neuronal subtypes in different brain regions
  
  

結(jié)果9、人膠質(zhì)前體細(xì)胞的區(qū)域異質(zhì)性相對較小

• 除了一些區(qū)域分化的TF表達(dá)外，OPC和APC亞型的區(qū)域異質(zhì)性相對較小。

結(jié)果10、OPCs與GABAergic神經(jīng)元之間的相互作用促進(jìn)了神經(jīng)元的區(qū)域 specification

• 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在發(fā)育過程中的空間分布偏好，揭示了神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元之間的相互作用促進(jìn)了神經(jīng)元的區(qū)域specification。

  
  
  Molecular diversity, regional difference, and spatial distribution characteristics of glia cells in the developing human brain
  
  
  Molecular diversity, regional difference, and spatial distribution characteristics of glia cells in the developing human brain

結(jié)果10、不同腦區(qū)分化軌跡的分子差異

• 大腦細(xì)胞的發(fā)育軌跡（Monocle3、URD、CellRank、DPT、velocity）。

Molecular differences of developmental trajectories in four brain regions

Molecular differences of developmental trajectories in four brain regions

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