自一個(gè)多世紀(jì)前Ramon y Cajal利用高爾基銀染法揭示腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)并奠定神經(jīng)元學(xué)說(shuō)以來(lái)，腦內(nèi)不同類型神經(jīng)細(xì)胞的形態(tài)和功能逐步被揭示。近年來(lái)，單細(xì)胞測(cè)序和腦組織基因原位檢測(cè)技術(shù)揭示了大腦不同區(qū)域和核團(tuán)神經(jīng)細(xì)胞的特異表達(dá)基因，而鑒定不同神經(jīng)細(xì)胞亞類的特征表達(dá)基因、選擇性標(biāo)記并研究其在體功能成為神經(jīng)科學(xué)的前沿?zé)狳c(diǎn)。
未定帶腦區(qū)（Zona Incerta,ZI）位于腹側(cè)丘腦，由形態(tài)及基因表達(dá)各異的神經(jīng)元構(gòu)成。研究表明，未定帶神經(jīng)元廣泛連接多個(gè)腦區(qū)，并參與攝食、捕食、睡眠、疼痛及新奇物體識(shí)別等行為調(diào)節(jié)。未定帶神經(jīng)元的廣泛投射及多功能調(diào)控與其高度異質(zhì)的的神經(jīng)元類型密切相關(guān)，但不同功能未定帶神經(jīng)元的特異性分子標(biāo)記尚不明確。
陳家東實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，未定帶的GABA能投射神經(jīng)元發(fā)育早期能夠遠(yuǎn)距離投射至大腦皮層，調(diào)控皮層神經(jīng)元發(fā)育（Chen et al.,Science2015）。進(jìn)一步研究表明，成年小鼠未定帶前端生長(zhǎng)抑素（Somatostatin, SST）陽(yáng)性神經(jīng)元通過(guò)投射至丘腦連接核（Nucleus reuniens, Re），調(diào)控先天恐懼防御反應(yīng)（Lin et al.,Neuroscience Bulletin2023）。
2025年4月1日，浙江大學(xué)腦科學(xué)與腦醫(yī)學(xué)系、雙腦中心陳家東/李曉明教授團(tuán)隊(duì)在Nature Communications在線發(fā)表題為
Transcriptomic and spatial GABAergic neuron subtypes in zona incerta mediate distinct innate behaviors的研究論文。該研究利用單細(xì)胞核測(cè)序技術(shù)對(duì)成年小鼠未定帶GABA能神經(jīng)元進(jìn)行分子分型，通過(guò)熒光組織原位雜交分析其區(qū)域分布。結(jié)果顯示，未定帶前端神經(jīng)元高表達(dá)Cdh23及Ecel1，中段神經(jīng)元高表達(dá)Ptprk、Nos1、Pde11a及Pax6基因標(biāo)志物。
研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了未定帶前端和中段區(qū)域特異的轉(zhuǎn)基因小鼠，結(jié)合在體神經(jīng)環(huán)路示蹤、光遺傳學(xué)和藥理遺傳學(xué)等方法，闡明了未定帶前端Ecel1陽(yáng)性神經(jīng)元投射至導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)（PAG）的GABA能環(huán)路調(diào)控理毛行為；而未定帶中段Pde11a陽(yáng)性神經(jīng)元投射至腦橋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)區(qū)（PnO）的GABA能環(huán)路調(diào)控睡眠覺(jué)醒。該研究鑒定了未定帶GABA能神經(jīng)元的新型分子標(biāo)志物及其行為功能，拓展了未定帶神經(jīng)元的功能圖譜。
本研究由博士生朱夢(mèng)月，彭捷俏，汪蜜，林杉和張慧穎共同完成，博士研究生戴欣悅和周嶼作出了重要貢獻(xiàn)。研究與浙江大學(xué)李曉明教授團(tuán)隊(duì)合作完成，并得到了浙江大學(xué)段樹(shù)民教授、虞燕琴教授、趙慧盈博士和沈立教授的大力支持。
浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院陳家東實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期致力于結(jié)合單細(xì)胞基因組學(xué)、鈣成像和電生理技術(shù)的功能基因組學(xué)研究，近期成果已發(fā)表在Journal of Clinical Investigation（2025），Advanced Science（2024），Neuroscience Bulletin（2022，2023）等國(guó)際期刊。目前，實(shí)驗(yàn)室招聘神經(jīng)生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、基因組學(xué)方向博士后，提供優(yōu)厚待遇。有意者請(qǐng)將個(gè)人CV和研究興趣進(jìn)行投遞。
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原文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41467-025-57896-2
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