研究人员使用最先进的技术绘制老鼠的嗅觉肾小球

研究人员使用最先进的技术绘制老鼠的嗅觉肾小球
研究小组确定了每种不同类型的嗅觉神经元在大脑中投射信息的地图。图源:Wang等人改编自:Shannon DeMaria和John Ngai (2010) JCB。

探测气味并区分它们是一种帮助动物生存并更有效地与周围环境互动的基本能力。在哺乳动物中,已知气味最初是由嗅觉感觉神经元处理的,这是一类持续检测和传递气味相关信息的神经元。

这些项目的(即神经细胞中传导脉冲的长线状部分)到脑中的固定位置(OB)。这一过程导致肾小球(即神经末梢簇)的形成。

肾小球在OB中的固定位置表明它们的组织可能在哺乳动物的气味感知中发挥关键作用。这促使一些神经科学家更仔细地研究这些神经末梢簇,希望能揭示更多关于这种哺乳动物的信息

最近,美国马萨诸塞大学医学院、哈佛大学和麻省理工学院(MIT)布罗德研究所、斯坦福大学的研究人员利用尖端技术和技术,对老鼠的嗅觉肾小球组织进行了更细致的研究。他们的分析,在一篇发表在自然神经科学使他们能够生成小鼠OB中嗅觉肾小球位置的详细地图。

进行这项研究的研究人员之一保罗·l·格里尔(Paul L. Greer)说:“我们试图解决神经生物学中一个基本的、悬而未决的问题,我认为这个问题很吸引人。欧宝娱乐地址.“也就是说,我们感兴趣的是动物如何检测和区分数百万种不同的化合物,这些化合物彼此之间只存在一个原子的差异。许多杰出科学家的工作已经为这个问题提供了重要的线索,但我们仍然不知道大脑是如何进行计算的。”

虽然其他研究团队之前检查了OB中的肾小球组织,但到目前为止,他们只确定了这些簇的有限子集的位置。因此,肾小球的位置与气味辨别之间的关系一直很难推断。

在他们的研究中,Greer和他的同事利用最近的技术进步,在小鼠OB中制作了更详细的肾小球位置图。更具体地说,他们使用了单细胞RNA测序、空间转录组学和机器学习技术的组合。

研究人员使用最先进的技术绘制老鼠的嗅觉肾小球
图像显示,研究人员识别出的地图在同一物种的所有动物中都是一成不变的,这表明这张地图对于帮助动物解码它闻到的气味很重要。图源:Wang等人改编自:Shannon DeMaria和John Ngai (2010) JCB。

单细胞RNA测序允许研究人员创建数千个单个细胞的转录谱,这样他们就可以了解哪些基因被表达以及表达的数量。在他们的实验中,格里尔和他的同事们使用这项技术来确定小鼠鼻子中每种类型的细胞所表达的基因。

“有超过1000种不同类型的格里尔解释说:“这些细胞负责检测环境中的气味,每一种不同类型的感觉神经元都能够检测一组独特的化学物质的表达。”“通过对这些细胞进行单细胞RNA测序,我们发现每种不同类型的感觉神经元都表达了一种独特的基因组合。我们认为,这些基因指导感觉神经元在大脑中向何处发送信息。”

随后,格里尔和他的同事使用分析他们使用单细胞RNA测序收集的数据。这使他们能够创建一个地图,概述了小鼠OB中大多数感觉神经元发送气味相关信息的大脑区域。

格里尔说:“我们认为这项研究提供了迄今为止嗅觉信息如何传输到大脑的最佳路线图,我们相信这将有助于更大的科学界试图揭示大脑解码气味身份的机制。”

“虽然我们认为这是一个重要的进步,但这只是向前迈出的一步,还有很多东西有待发现。”

在未来,该研究团队创建的小鼠嗅觉肾小球图可以用于进行更精确的研究,探索肾小球在小鼠OB中的位置与气味处理之间的关系。这张地图提供了新的有价值的见解,但它仍然不完整。在接下来的研究中,格里尔和他的同事计划填补缺失的空洞,然后通过实验共同验证他们的发现。

“此外,我们在最近的工作中研究的细胞只代表了一个非常复杂的电路中的第一个连接,”Greer补充道。“未来的工作将进一步识别信号网络中细胞的地图,这对于描述气味是如何解码的以及动物对外部环境的内部感知是如何产生的至关重要。


进一步探索

科学家破译了大脑是如何感知气味的

更多信息:王一浩等,小鼠嗅觉肾小球图的空间转录组重建提示气味处理的原理,自然神经科学(2022)。DOI: 10.1038 / s41593 - 022 - 01030 - 8
期刊信息: 自然神经科学

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引用:研究人员使用最先进的技术绘制小鼠嗅肾小球(2022,4月21日),检索自2022年5月30日//www.puressens.com/news/2022-04-mouse-olfactory-glomeruli-state-of-the-art-techniques.html
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