由華中科技大學(xué)教授駱清銘、龔輝領(lǐng)銜的VBN團(tuán)隊(duì)和中科院神經(jīng)科學(xué)所研究員仇子龍團(tuán)隊(duì)合作，基于VBN團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的全自動(dòng)顯微成像方法——全腦定位系統(tǒng)（BPS），在單細(xì)胞水平解析了全腦內(nèi)膽堿能神經(jīng)元的定位分布和基底前腦膽堿能神經(jīng)元的精細(xì)形態(tài)結(jié)構(gòu)及投射圖譜。相關(guān)成果發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院報(bào)》。

乙酰膽堿能神經(jīng)元是腦內(nèi)一群重要的調(diào)制類神經(jīng)元，分布在基底前腦和腦干等多個(gè)腦區(qū)。膽堿能神經(jīng)元通過其廣泛的軸突纖維投射釋放乙酰膽堿，調(diào)控皮層、海馬和皮層下核團(tuán)的神經(jīng)活動(dòng)，參與運(yùn)動(dòng)、睡眠以及情感與記憶等多種功能。膽堿能神經(jīng)元的功能異常與老年癡呆、睡眠及認(rèn)知障礙等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)，相關(guān)機(jī)制研究是當(dāng)前熱點(diǎn)。

駱清銘、龔輝團(tuán)隊(duì)和仇子龍課題組及美國艾倫腦研究所教授曾紅葵合作，利用BPS全腦精細(xì)成像系統(tǒng)結(jié)合熒光蛋白特異性標(biāo)記膽堿能神經(jīng)元的小鼠模型及病毒標(biāo)記技術(shù)，獲取了世界上第一套完整的膽堿能神經(jīng)元三維全腦分布圖譜。該圖譜包含了小鼠膽堿能神經(jīng)元在各個(gè)腦區(qū)的分布數(shù)目、胞體大小及胞體密度等多種信息，為膽堿能神經(jīng)元的功能研究提供了解剖學(xué)參考。

在此基礎(chǔ)上，該研究還成功重建了小鼠基底前腦50個(gè)膽堿能神經(jīng)元的完整形態(tài)，基于遺傳標(biāo)記、連接組和形態(tài)學(xué)參數(shù)進(jìn)行了神經(jīng)元分類，并通過分析這些神經(jīng)元的投射腦區(qū)，提出了單個(gè)膽堿能神經(jīng)元調(diào)控下游腦區(qū)的新模型。該研究為理解膽堿能神經(jīng)元如何調(diào)控神經(jīng)活動(dòng)提供了新參考，也為神經(jīng)元?jiǎng)澐謥嗩愄峁┝诵碌膯⑹尽?/p>