美國索爾克研究所與全球合作團隊12日在細胞出版社旗下期刊發表28篇論文，並公布了人類基底神經節三維單細胞圖譜。該圖譜整合了單細胞遺傳和表觀遺傳信息，幫助科學家識別、定位這一腦區中的細胞，是邁向完整人腦圖譜的重要一步。

基底神經節位於大腦深處，參與運動、學習、習慣形成、獎勵和情感表達等過程，其功能異常與帕金森病、亨廷頓病、妥瑞氏綜合征和成癮等疾病有關。新圖譜將細胞類型、遺傳特征與其所在腦區聯系起來，幫助科學家更細致地理解這些細胞如何工作，以及疾病風險可能作用於哪些細胞。

這項研究屬於美國國立衛生研究院“推進創新神經技術腦研究計劃”（BRAIN計劃），也是其細胞圖譜網絡（BICAN）的首批成果之一。BICAN致力於繪制不同物種的腦細胞和神經回路，並以人類大腦為重點。除人類外，新圖譜還整合了獼猴、狨猴和小鼠的腦數據，形成跨物種、多模態的基底神經節參考體系。

在這項國際合作中，索爾克研究所主要貢獻表觀遺傳學研究。人體幾乎所有細胞都帶有相同的基因編碼，但不同細胞會通過表觀遺傳變化，以不同方式使用這些編碼，從而形成各自的特征。團隊重點分析了DNA甲基化和染色質構象：前者涉及化學基團附著於DNA，后者會改變DNA的三維結構，影響基因是否容易被讀取。

索爾克團隊分析了來自人類供體的197003個基底神經節細胞，並將結果與已有數據整合，最終建立包含261331個細胞的統一圖譜。分析揭示了不同細胞類型和腦區所具有的特異性甲基化模式。

由於項目涉及數百名科研人員，團隊必須統一組織處理、數據共享和解剖定位等標准，使不同實驗室的結果能夠相互比較。團隊通過整合多種組學數據，繪制覆蓋成人大腦18個區域、約75萬個細胞的圖譜，並完成約250萬個成年小鼠腦細胞的表觀基因組圖譜。在另一項研究中，團隊分析了8個人類基底神經節區域的轉錄組和組蛋白修飾，將基因調控與疾病相關基因聯系起來。

團隊成員表示，圖譜未來有望幫助把遺傳風險與特定細胞類型對應起來，並為基因編輯和個性化治療尋找更准確的靶點。目前，人類基底神經節圖譜已開放在線訪問，這套框架正被用於繪制大腦其他區域，也可能為其他器官的類似研究提供參考。（記者張夢然）