单细胞核测序+空间组学,烈冰助力重医附一院神经内科团队解析抑郁行为发生新机制
揭示抑郁行为的秘密:烈冰与重医附一院神经内科团队联手,用单细胞核测序与空间组学探索新机制
世界卫生组织的数据揭示,重度抑郁症(MDD)已成为全球首要的残疾原因,而男性研究已经初步探索了其细胞层面的奥秘(Corina Nagy, Nat Neurosci, 2020)。然而,对于女性受社会地位影响的抑郁样表型,这种探索尚未触及。重庆医科大学附属第一医院神经内科团队在2023年7月,借助于烈冰生物的科技力量,发布了Nature Neuroscience(IF=34.7002)的一项突破性研究,题为“Integrating spatial and single-nucleus transcriptomic data elucidates microglial-specific responses in female cynomolgus macaques with depressive-like behaviors”。
由终身教授谢鹏和郑鹏研究员共同指导,武靖博士后、李一帆博士、黄羽博士作为共同第一作者,烈冰生物深度参与了单细胞核测序(snRNA-Seq)和空间转录组(Spatial Transcriptome)技术的应用,以及关键数据的解析分析。
深入解析:实验设计与分析揭秘
研究团队精心设计,将高社会等级的对照组(Controls,n = 7)与低社会等级的抑郁样(Depressive Like,n = 7)和恢复(RES,n = 5)猴子分为三组,采用10x Genomics单细胞捕获平台,借助多种分析工具如细胞聚类分析、SubCluster、差异基因表达分析等,对数据进行精细解读。
关键发现:小胶质细胞在抑郁中的独特角色
通过对单细胞核测序数据的严谨质控,研究者识别出136,231个细胞核,并将其分为8个细胞大类。在对照组与抑郁组的对比中,发现240个不重复的差异表达基因,其中56.25%集中在小胶质细胞,提示这些细胞在抑郁行为中扮演重要角色。通过共表达网络分析和DisGeNET数据库的整合,研究团队确定了两个关键模式:抑郁相关的D-Pattern(小胶质细胞主导)和与社会地位相关的R-Pattern(星状胶质细胞主导)。
进一步的细分分析揭示,名为“抑郁样表型的促炎小胶质细胞”(PIMID)的亚群在抑郁样状态下表现出强烈的炎症特征,与IQGAP2、FYN等基因的表达相关,可能影响神经炎症反应。这一发现将为抑郁症的精准干预提供新的潜在靶点。
空间组学的洞察:定位和功能解析
借助空间组学,研究者揭示了抑郁行为相关基因在大脑区域的分布差异,特别是PIMID亚群,它主要位于猕猴大脑的第6层,对应于dlPFC ST区3。这一发现对于理解抑郁行为的神经生物学基础具有重要意义,为未来临床干预策略提供了新的视野。
总的来说,这次研究通过单细胞核测序与空间组学的结合,揭示了女性抑郁样行为背后的小胶质细胞机制,为抑郁症的防治提供了新的科学依据。这一里程碑式的成果将推动抑郁症研究的深入,为患者带来更精准的治疗可能。
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