非人灵长类大脑的区域特异性和衰老特异性细胞结构

背景 解读非人灵长类（NHPs）不同脑区和年龄组大脑网络的功能和动态，对于理解人类认知的进化以及脑部病理过程至关重要。然而，对NHPs多个脑区细胞组成和分子连接及其衰老诱导改变的系统性描绘在很大程度上仍未解决。 方法 在本研究中，我们使用DNBelab C4系统对两只年轻和两只年老恒河猴的10个脑区采集的39个样本进行了单核RNA测序。通过一系列免疫荧光和免疫组织化学染色实验，验证了特定细胞类型、脑区和衰老相关特征蛋白的表达。通过靶向两个年龄相关基因（即VSNL1和HPCAL4）的短发夹RNA（shRNA）介导的功能缺失实验在U251胶质瘤细胞中进行，以验证其衰老效应。采用衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）染色和衰老标志基因的定量PCR（qPCR）评估U251细胞的细胞衰老。 结果 我们建立了一个包含恒河猴大脑超过330,000个细胞的大规模细胞图谱。我们的分析鉴定出许多特定于细胞类型、亚型、脑区和衰老的基因表达特征。这些数据集极大地扩展了我们对灵长类大脑组织的认识，并强调了特定分子和细胞组分在大脑区域化和功能完整性中的潜在参与。我们的分析还揭示了衰老猕猴跨脑区的广泛转录改变和细胞间连接。最后，通过检查人类复杂性状和疾病的遗传力富集，我们确定神经性状在神经元细胞和多个具有衰老相关基因表达特征的脑区中显著富集，而免疫相关性状在小胶质细胞中表现出显著富集。 结论 综上，我们的研究为研究灵长类神经系统的细胞和分子结构提供了宝贵的资源，从而拓展了我们对大脑功能、衰老和疾病机制的 understanding。 补充信息 在线版本包含补充材料，可访问 10.1186/s13073-025-01469-x。 关键词：大脑，非人灵长类，衰老，SnRNA-seq