题目：Single-cell transcriptomics of adult macaque hippocampus reveals neural precursor cell populations
期刊：Nature neuroscience（IF=24.884）
导读
在成年灵长类动物中发生神经发生(neurogenesis)的程度仍存在争议。本研究通过单细胞RNA 测序技术，分析了来自成年猕猴海马的 207,785 个细胞，鉴定了包含所有主要海马细胞类型的 34 个细胞群。对它们的基因表达、发育轨迹和基因调控网络的分析显示，存在所有关键的神经源性前体细胞群，包括放射状胶质样细胞(radial glia-like cells，RGLs)、中间祖细胞(intermediate progenitor cells，IPCs)和神经母细胞(neuroblasts，NB)，并确认HMGB2是一种新的 IPC 标记物。与小鼠单细胞RNA数据的比较揭示了不同物种间神经发生过程的差异。最后作者在成年灵长类动物的体外神经球培养中重现了神经发生，进一步支持能够增殖和分化的神经前体细胞（NPC）的存在。本研究的大规模数据集为灵长类动物提供了一个全面的成年神经发生图谱。
主要结果
1. 成年灵长类海马体神经发生的单细胞转录组图谱
通过显微切割，从8只成年猕猴中收集齿状回区域，进行单细胞测序。共捕获207,785个细胞，聚类为34个细胞群，涵盖了海马中的主要细胞类型：神经胶质细胞、神经元、血管细胞、免疫细胞、RELN+ Cajal-Retzius细胞（CRs）、CFAP126+室管膜细胞及5个NPC群体。不同年龄和不同性别的个体之间，细胞比例和细胞类型没有显著差异，与在成年小鼠中发现的低但可持续的神经发生水平一致，表明成年猕猴在不同年龄和性别组中广泛存在神经发生。
2. NPC和RGL亚群鉴定
作者利用高通量数据集，从典型标记基因和调控子的表达、细胞增殖和代谢过程等四个角度验证并确定了五个关键NPC群体，其中IPC_1和IPC_2是两个增殖的IPC群体。IPC_1与发育中、幼年和成年小鼠的IPC和发育中人类的祖细胞相对应，高表达参与有丝分裂细胞周期和DNA复制的基因。IPC_ 2是另一个增殖群体，因其低表达ASCL1，将其与IPC_ 1群体区分开来。IPC_2细胞的特征是蛋白质合成和MDM2/MDM4蛋白结合，涉及细胞周期检查点控制，以及代谢途径。这些功能表明IPC_ 2可能处于与活跃增殖的IPC_1截然不同的状态。IPCs可由HMGB2识别，HMGB2编码染色质相关转录激活剂，该转录激活剂对NSCs从静止状态向增殖状态的转变至关重要。
RGL位于数据集UMAP可视化的中心，与星形胶质细胞密切相关，表达典型星形胶质细胞标记基因（GFAP）和神经前体标记基因SOX2和SLC1A3。将本研究的数据与准确注释海马RGLs的小鼠转录组数据集整合分析。结果发现海马细胞在灵长类和啮齿动物之间是保守的，而猕猴RGL与成年和年轻小鼠RGL或未成熟星形胶质细胞相似，支持RGL注释结果。由于星形胶质细胞和RGL之间的标记基因表达高度相似，作者最后通过RNA速率分析推断这些群体之间的分化轨迹。分化轨迹中，星形胶质细胞的发生轨迹从RGL_1开始，经过RGL_2和未成熟星形胶质细胞，最终成为成熟星形胶质。
3. 啮齿动物和灵长类动物之间基因表达的差异
为了探索猕猴和小鼠神经祖细胞之间的差异，作者比较了两个物种之间的marker基因，许多典型的神经祖细胞标记在物种间是保守的，多个神经源性相关基因在猕猴和成年小鼠中的表达水平，具有两倍以上的变化。IPC、神经母细胞和GCs的也发现了相似的情况，这些基因表达谱的差异表明啮齿动物和灵长类动物之间的神经发生过程存在差异。
4. 离体神经球支持神经干细胞的存在
为进一步证实成年猕猴海马中存在神经干细胞，作者在神经干细胞培养基中培养海马细胞来寻找离体证据。细胞培养过程中，少量具有不同形态的细胞粘附在培养皿上，3-4周内形成神经球，并继续扩张。将这些神经球植入单独的平板孔中，会逐渐生长成具有神经干细胞形态的细胞，可以在分离成单个细胞后进一步扩增和传代细胞。大约在第4代，大多数神经球衍生细胞生长为典型的神经干细胞单层。作者通过比较离体神经球和体内细胞的转录组，进一步证实体外细胞之间的转录组差异。以上结果均表明成年猕猴海马中存在具有分化潜能的增殖前体细胞。
参考文献：
Hao, Z. Z., Wei, J. R., Xiao, D., Liu, R., Xu, N., Tang, L., Huang, M., Shen, Y., Xing, C., Huang, W., Liu, X., Xiang, M., Liu, Y., Miao, Z., & Liu, S. (2022). Single-cell transcriptomics of adult macaque hippocampus reveals neural precursor cell populations. Nature neuroscience,25(6), 805-817.