物质使用障碍的一个关键大脑区域现在有了一个可搜索的不同细胞群图谱
在一项推进该领域的系统生物学研究中，阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员在中脑的一个称为腹侧被盖区(VTA)的复杂区域中发现了16个不同的细胞群。
VTA在奖励导向行为中的多巴胺神经传递中起着重要作用。物质使用障碍涉及这些奖励回路的失调，导致反复寻求药物，尽管有不良后果。其中包括最近一年美国超过10万例药物过量死亡。VTA还在其他几个方面发挥了作用神经精神障碍．
因此，扩大对其功能的认识是解释其机制的开始物质使用障碍涉及可卡因、酒精、阿片类药物和尼古丁等药物，或精神分裂症和注意力缺陷多动症(ADHD)等精神疾病。
多巴胺是一种神经递质，被大脑用作化学信使，在两者之间发送信号神经细胞．虽然几十年的研究都集中在VTA的多巴胺能神经传递上，但也有大量证据表明，在VTA中作用的另外两种神经递质在奖励相关行为中的重要性——氨基丁酸和谷氨酸。还有证据表明，“组合”神经元可以潜在地合成和释放多种神经递质。这些表明了VTA细胞和突触功能的另一层复杂性。
系统生物学是分类的科学，通常是指生物体的自然关系分类。UAB VTA研究分类细胞群扩展和深化先前关于VTA中不同细胞类型的工作，为破译这些细胞之间的关系以及它们与大脑其他区域的广泛连接提供一个起点。这项研究发表在细胞的报道该研究由共同第一作者Robert A. Phillips III和Jennifer J. Tuscher博士以及通讯作者Jeremy J. Day博士领导。
16个不同的细胞群被鉴定的差异基因表达在对来自大鼠VTA的21600个细胞进行单核RNA测序后，创建了一个可搜索的VTA在线图谱。大鼠是奖励和物质使用研究的主要模型。这种无偏倚的方法——与之前选择一些细胞亚群进行RNA测序的研究相反——被用于创建最大、最全面的单细胞转录组分析，专门关注VTA的组成和分子结构。
虽然众所周知，VTA是由异质细胞类型组成的，但UAB图谱在几个关键方面扩展了这些研究。
Day说:“例如，以前的单细胞测序研究仅在小鼠大脑中进行，主要依赖于对荧光激活细胞分类分离的中脑多巴胺能群体进行测序，而不是对所有VTA细胞类型进行采样。”“值得注意的是，我们的测序数据集只关注VTA亚区域，而不像其他研究只关注来自小鼠黑质和VTA的混合细胞或来自一般中脑区域的荧光标记细胞子集。”
这16种不同的细胞群包括经典的多巴胺能神经元，谷氨酸能神经元的三个亚群和gaba能神经元的三个亚群，以及其他9种细胞类型，包括星形胶质细胞和胶质细胞细胞．
后的子集神经细胞， UAB的研究人员还确定了四个亚簇，它们可能代表能够组合神经递质释放的神经元。他们还鉴定了经典定义的多巴胺神经元和组合神经元的选择性基因标记。选择性标记允许病毒靶向不同的VTA亚类进行功能研究。
研究人员还检查了阿片神经肽及其受体的亚簇，并确定了与精神分裂症和“吸烟开始”相关的风险基因的泛神经元表达增加，以及在两个谷氨酸神经元群体中多动症风险基因的富集。
除Day、Phillips和Tuscher外，该研究的合著者“大鼠转录定义细胞群的图谱腹侧被盖区，萨曼莎·l·布莱克，艾玛·安德拉卡和n·道尔顿·菲茨杰拉德，UAB神经生物系和伊芙琳·f·麦克奈特大脑研究所;以及UAB Civitan国际研究中心的Lara Ianov。戴、菲利普斯和塔舍尔分别是UAB神经生物学系的副教授、研究生和博士后。
