丘脑网状核（TRN）的不同局域环路

【文献类别】神经科学—丘脑网状核，神经元

【研究手段】单细胞测序，电生理，CRISPR

【发表期刊】Nature

【影响因子】 42.8

【发表时间】2020-07-22

【PMID】32699411

【文章摘要】丘脑网状核（TRN）作为丘脑抑制的主要源头，其调节丘脑皮质的相互作用，对感官处理，注意力和认知等起到至关重要的作用。研究发现，TRN的功能异常与多种神经发育疾病的感官异常，注意力缺陷和睡眠障碍相关联。然而，人们对于TRN不同功能下的组织原理还知之甚少。本文中，研究人员进行了一项整合性研究，将小鼠TRN的单细胞分子特性、神经元电生理特征，与神经元网络连接和系统性功能联系起来。研究人员发现TRN中的细胞异质性以两个负相关基因表达谱的转录组梯度为特征，这两个表达谱均包含数百个基因。位于转录梯度两端的神经元具有截然不同的生理特性：表达互斥的特异标记蛋白、空间上分别分布于丘脑网状核的核心或边缘区域，并具有独特的电生理特性。这两个TRN亚群与不同功能的一阶和高阶丘脑核建立差分连接，从而形成分子定义下的TRN-丘脑局域环路（subnetwork）。这两个局域环路的选择性摄动揭示了他们在调节睡眠中的不同作用。总而言之，研究人员的研究从单细胞层面为丘脑网状核（TRN）神经元绘制了一幅综合图谱，并将分子定义的局域环路连接到丘脑皮质回路的功能组织。