单核RNA测序揭示自闭症大脑皮层异常｜Science述评

来源：ScienceAAAS

评述论文：Single-cell genomics identifies cell type-specific molecular changes in autism (Science 17 MAY 2019: Vol 364, Issue 6441)

自闭症发病率较高并呈逐年上升趋势，在美国发病率为1/59。自闭症患者普遍存在语言障碍，破坏性行为，自伤行为等症状。目前自闭症的研究主要集中在行为学和遗传学方面，在单细胞水平的研究非常少。

在本期《科学》杂志中，来自加州大学旧金山分校的科学家报道了自闭症患者大脑皮层单核RNA测序的结果，发现了各种神经细胞特异性表达的基因，揭示了自闭症发生的分子生物学基础。在该研究中，对来自自闭症患者的52,003个细胞和来自对照的52,556个细胞使用10×Genomics平台进行了单核RNA测序（single nucleus RNA sequencing，snRNA-seq）。与单细胞RNA测序（single cell sequencing， scRNA-seq）不同，单核RNA测序是测量分离的细胞核内的RNA。单细胞测序对样本制备要求较高，难以检测稀少和难分离的细胞类型，在酶解过程中容易破细胞和RNA完整性[1]。单核RNA测序对样品要求较低，不仅可以使用新鲜组织，而且可以使用冰冻组织，在稀少和难分离细胞检测方面具有明显优势，在神经系统研究中广泛采用[2]。

大脑皮层神经元位于不同的位置。本研究测量了从浅层到深层，不同层次的神经细胞（图1），具有广泛的代表性，全面反应了大脑皮层RNA表达水平。

图1. 大脑皮层神经元所处层次位置

作者将不同神经细胞类型的基因表达谱与社交互动，沟通交流，刻板行为，发育异常等指标进行关联，发现了与临床严重程度关联的基因表达模式，确定了自闭症影响的神经细胞类型（L2/3神经元，小神经胶质细胞）以及基因。该研究同时提供了在线交互式浏览工具https://autism.cells.ucsc.edu，读者可以方便的查看各类细胞的表达情况以及与临床信息的关系。

图2. 与自闭症临床指标相关的不同神经细胞基因表达模式

博士，中国科学院上海生命科学研究院营养与健康研究所副研究员，主要从事生物信息学研究。

参考文献：

1. H. Wu, Y. Kirita, EL. Donnelly, BD. Humphreys. Advantages of Single-Nucleus over Single-Cell RNA Sequencing of Adult Kidney: Rare Cell Types and Novel Cell States Revealed in Fibrosis. Journals of the American Society of Nephrology 30 (1) 23-32 (2019).

2. S. Jäkel, E. Agirre, A. Mendanha Falcão, D. van Bruggen, KW. Lee, I Knuesel, D. Malhotra, C. Ffrench-Constant, A. Williams, G. Castelo-Branco. Altered human oligodendrocyte heterogeneity in multiple sclerosis. Nature 566, 543-547 (2019).