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个体的人类皮层祖细胞可以产生兴奋性和抑制性神经元gydF4y2Ba

自然gydF4y2Ba体积gydF4y2Ba601gydF4y2Ba，gydF4y2Ba页面gydF4y2Ba397 - 403 (gydF4y2Ba2022gydF4y2Ba）gydF4y2Ba引用本文gydF4y2Ba

主题gydF4y2Ba

摘要gydF4y2Ba

大脑皮层是一个复杂的细胞结构，包括丰富多样的神经元和胶质细胞类型。皮层神经元可以大致分为两类——兴奋性神经元使用神经递质谷氨酸，抑制性中间神经元使用γ-氨基丁酸(GABA)。以前对啮齿动物的发育研究导致了一个流行的模型，其中兴奋性神经元来自位于皮层的祖细胞，而皮层中间神经元来自位于发育中的皮层外的神经节突起的独立祖细胞群gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba．然而，人类皮层祖细胞的发育潜力还没有被彻底探索。本研究表明，除了兴奋性神经元和胶质细胞外，人类皮层祖细胞也能够产生具有皮层中间神经元转录特征和形态的gaba能神经元。通过开发一种称为“用于识别克隆关系的单细胞rna测序兼容示踪剂”(STICR)的细胞条形码工具，我们能够从6个标本中对1912个主要的人类皮层祖细胞进行克隆谱系追踪，并捕获其子代的转录身份和克隆关系。皮质出生的gaba能神经元亚群在转录上与尾节隆起出生的皮质中间神经元相似，这些细胞通常与兴奋性神经元和胶质细胞相关。我们的研究结果表明，个体的人类皮层祖细胞可以产生兴奋性神经元和皮层中间神经元，这为理解人类皮层神经元多样性的起源提供了一个新的框架。gydF4y2Ba

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图1:sticr标记的祖细胞产生所有三种主要的皮层细胞类型。gydF4y2Ba
图2:单独的人皮层祖细胞在体外可以产生兴奋性和抑制性皮层神经元。gydF4y2Ba
图3:异种移植的人类皮层祖细胞在同一克隆体中产生兴奋性和抑制性皮层神经元。gydF4y2Ba
图4:异种移植的人皮层祖细胞产生gaba能抑制性神经元，分布在皮层板上。gydF4y2Ba

数据可用性gydF4y2Ba

scRNA-seq转录组数据和STICR条形码数据可在基因型和表型数据库(dbGAP;gydF4y2Bahttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/gap/gydF4y2Ba)，注册编号为phs002624.v1.p1;在基因表达Omnibus (GEO;gydF4y2Bahttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/gydF4y2Ba)，登记编号为GSE187875。单细胞数据的交互式浏览器可以在加州大学圣克鲁斯分校(UCSC)的细胞浏览器中找到gydF4y2Ba49gydF4y2Ba（gydF4y2Bahttps://human-cortical-lineage.cells.ucsc.edugydF4y2Ba)．使用公开的参考基因组hg38和mm10进行分析。gydF4y2Ba源数据gydF4y2Ba提供了这篇论文。gydF4y2Ba

代码的可用性gydF4y2Ba

本研究中使用的自定义代码可在以下GitHub存储库中获得:gydF4y2Bahttps://github.com/NOW-Lab/STICRgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

  1. 陈志强，陈志强，陈志强，陈志强。基底前脑向新皮层的中间神经元迁移:Dlx基因的依赖性。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba278gydF4y2Ba， 474-476(1997)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  2. Sussel, L.， Marin, O.， Kimura, S. & Rubenstein, J. L. nkx1 .1同源盒基因功能的缺失导致基底端脑内从腹侧到背侧的分子重新规范:苍白体转变为纹状体的证据。gydF4y2Ba发展gydF4y2Ba126gydF4y2Ba， 3359-3370(1999)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  3. 戈尔斯基，J. A.等。皮层兴奋性神经元和胶质细胞，而不是gaba能神经元，在表达emx1的谱系中产生。gydF4y2Baj . >。gydF4y2Ba22gydF4y2Ba， 6309-6314(2002)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  4. 徐Q.， Tam, M. & Anderson, s.a.命运映射nkx2.1 -谱系细胞在小鼠端脑。gydF4y2BaJ. Comp. Neurol。gydF4y2Ba506gydF4y2Ba， 16-29(2008)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  5. Anderson, s.a, Marín, O.， Horn, C.， Jennings, K. & Rubenstein, J. L.内侧和外侧神经节突出的明显皮层迁移。gydF4y2Ba发展gydF4y2Ba128gydF4y2Ba， 353-363(2001)。gydF4y2Ba

    中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  6. Petanjek, Z.， Berger, B. & Esclapez, M.食蟹猴皮质gaba能神经元的起源。gydF4y2BaCereb。皮质gydF4y2Ba19gydF4y2Ba， 249-262(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  7. 莱丁尼，K.， Zoncu, R. & Rakic, P. gaba能神经元在人类新皮层的起源。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba417gydF4y2Ba， 645-649(2002)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  8. 汉森，D. V.等人。人类神经节凸起中的非上皮干细胞和皮层中间神经元的产生。gydF4y2BaNat。>。gydF4y2Ba16gydF4y2Ba， 1576-1587(2013)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  9. 阿尔祖比，A.等。gaba能神经元前体转录因子NKX2.1, OLIG2和COUP-TFII在早期胎儿人端脑的不同皮层和皮层下神经源结构域。gydF4y2Ba大脑结构。功能。gydF4y2Ba222gydF4y2Ba， 2309-2328(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  10. 阿尔祖比，A.等。转录因子COUP-TFI和COUP-TFII在早期人类胎儿端脑的实现化和gaba能中间神经元规范中具有不同的作用。gydF4y2BaCereb。皮质gydF4y2Ba27gydF4y2Ba， 4971-4987(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  11. Kohwi, M.等。嗅球gaba能中间神经元亚群来源于表达Emx1-和dlx5 /6的祖细胞。gydF4y2Baj . >。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba， 6878-6891(2007)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  12. Young, K. M.， Fogarty, M.， Kessaris, N. & Richardson, W. D.脑室下区干细胞在胚胎起源和成人嗅球中的神经源性命运方面是异质的。gydF4y2Baj . >。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba， 8286-8296(2007)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  13. Fuentealba, l.c.等。出生后神经干细胞的胚胎起源。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba161gydF4y2Ba， 1644-1655(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  14. Nowakowski, t.j.等人。时空基因表达轨迹揭示了人类皮层的发育层次。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba358gydF4y2Ba， 1318-1323(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  15. 花粉，a.a.等。人皮质发育过程中外放射状神经胶质的分子特征。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba163gydF4y2Ba， 55-67(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  16. Bystron, I.， Blakemore, C. & Rakic, P.人类大脑皮层的发展:博尔德委员会重访。gydF4y2Ba神经科学。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 110-122(2008)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  17. 班德勒，R. C.，梅耶尔，C. &费舍尔，G.皮层中间神经元规范:基因、时间和几何的连接。gydF4y2Ba咕咕叫。当今。一般人。gydF4y2Ba42gydF4y2Ba， 17-24 (2017)gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  18. Mayer, C.等人。皮层抑制中间神经元的发育多样化。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba555gydF4y2Ba， 457-462(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  19. 李，J.等。转录因子Sp8和Sp9协调调节嗅球中间神经元的发育。gydF4y2BaCereb。皮质gydF4y2Ba28gydF4y2Ba， 3278-3294(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  20. 郭，T.等。Dlx1/2是产生嗅球中间神经元的转录编码的核心和必要成分。gydF4y2BaCereb。皮质gydF4y2Ba29gydF4y2Ba， 4831-4849(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  21. Batista-Brito, R.等人。Sox6在皮层中间神经元发育中的细胞内在需求。gydF4y2Ba神经元gydF4y2Ba63gydF4y2Ba， 466-481(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  22. 斯塔姆，R. K.等。CXCR4在发育中的新皮层中调节神经元间迁移。gydF4y2Baj . >。gydF4y2Ba23gydF4y2Ba， 523 - 5130(2003)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  23. López-Bendito, G.等。趋化因子信号控制gaba能中间神经元的皮质内迁移和最终分布。gydF4y2Baj . >。gydF4y2Ba28gydF4y2Ba， 1613-1624(2008)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  24. Tripodi, M.， Filosa, A.， Armentano, M. & Studer, M. COUP-TF核受体调节哺乳动物基底前脑的细胞迁移。gydF4y2Ba发展gydF4y2Ba131gydF4y2Ba， 6119-6129(2004)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  25. Azim, E.， Jabaudon, D.， Fame, R. M. & Macklis, J. D. SOX6在新皮层发育过程中控制背侧祖细胞身份和中间神经元多样性。gydF4y2BaNat。>。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba， 1238-1247(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  26. Lein, E. S.等。成年小鼠大脑基因表达的全基因组图谱。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba445gydF4y2Ba， 168-176(2007)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  27. Herrera, d.g.， Garcia-Verdugo, J. M. & Alvarez-Buylla, A.成人来源的神经前体移植到成人大脑的多个区域。gydF4y2Ba安。神经。gydF4y2Ba46gydF4y2Ba， 867-877(1999)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  28. 邱，X.等。反向图嵌入解决复杂的单细胞轨迹。gydF4y2BaNat方法。gydF4y2Ba14gydF4y2Ba， 979-982(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  29. Bhaduri, A.等。皮层实现图谱识别动态分子特征。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba598gydF4y2Ba， 200-204(2021)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  30. 洛达托，m.a.等人。单个人类神经元的体细胞突变可以追踪发育和转录的历史。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba350gydF4y2Ba， 94-98(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  31. 路德维希，L. S.等人。通过线粒体突变和单细胞基因组学实现人类血统追踪。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba176gydF4y2Ba, 1325 - 1339。e22(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  32. 拉里奥，C. A.等。大规模并行单细胞线粒体DNA基因分型和染色质分析。gydF4y2Ba生物科技Nat。》。gydF4y2Ba39gydF4y2Ba， 451-461(2021)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  33. 帕雷德斯，m.f.等人。年轻神经元大量迁移到婴儿人类额叶。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba354gydF4y2Ba， aaf7073(2016)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  34. 班德勒，r.c.等。小鼠大脑中谱系和遗传特征的单细胞描述。gydF4y2Ba自然gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1038/s41586-021-04237-0gydF4y2Ba(2021)。gydF4y2Ba

  35. 新皮层的进化:从发育生物学的角度。gydF4y2Ba神经科学。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， 724-735(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  36. 张杨，等。外源性信号分子Sonic hedgehog调控皮层神经干细胞谱系的进展。gydF4y2Ba细胞的代表。gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba, 4490 - 4504。e4(2020)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  37. 蔡颖，张勇，沈强，杨振宁，杨振宁，杨振宁，杨振宁。哺乳动物背侧皮层中单个神经祖细胞的亚群在体外能产生投射神经元和中间神经元。gydF4y2Ba干细胞gydF4y2Ba31gydF4y2Ba， 1193-1201(2013)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  38. 戴利，T.和史密斯，A. D.在单细胞测序中建模基因组覆盖。gydF4y2Ba生物信息学gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba， 3159-3165(2014)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  39. Onorati, M.等。寨卡病毒破坏人类神经上皮干细胞和放射状blia中的磷酸化tbk1定位和有丝分裂。gydF4y2Ba细胞的代表。gydF4y2Ba16gydF4y2Ba， 2576-2592(2016)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  40. Schildge, S.， Bohrer, C.， Beck, K. & Schachtrup, C.小鼠皮质星形胶质细胞的分离和培养。gydF4y2BaJ. Vis. Exp。gydF4y2Ba71gydF4y2Ba， 50079(2013)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  41. 克劳奇，E. E. & Doetsch, F.小鼠脑微区内皮细胞和周细胞的流式细胞术分离。gydF4y2BaNat协议。gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 738-751(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  42. Bhaduri, A.等。外放射状瘤样癌干细胞有助于胶质母细胞瘤的异质性。gydF4y2Ba细胞干细胞gydF4y2Ba26gydF4y2Ba48 - 63。e6（2020).

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  43. 斯图尔特，T.等人。单细胞数据的全面集成。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba177gydF4y2Ba, 1888 - 1902。e1821 (2019).

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  44. 弗莱明，S. J.， Marioni, J. C.和Babadi, M. CellBender去除背景:用于从scRNA-seq数据集中无监督去除背景噪声的深度生成模型。gydF4y2BabioRxivgydF4y2Bahttps://doi.org/10.1101/791699gydF4y2Ba(2019)。gydF4y2Ba

  45. 伯恩斯坦，n.j.等人。Solo:通过半监督深度学习识别单细胞RNA-seq中的双态。gydF4y2Ba细胞系统。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba, 95 - 101。e5（2020).

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  46. 曹，J.等。哺乳动物器官发生的单细胞转录景观。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba566gydF4y2Ba， 496-502(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  47. 朗米德，B.，特拉普内尔，C.，波普，M.和萨尔茨伯格，S. L.人类基因组短DNA序列的超快和内存高效对齐。gydF4y2Ba基因组医学杂志。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba， r25(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  48. Smith, T.， Heger, A. & Sudbery, I. umi -工具:在唯一分子标识符中建模测序误差以提高量化精度。gydF4y2Ba基因组Res。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba， 491-499(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  49. 斯佩尔，M. L.等。UCSC单元浏览器:可视化您的单单元数据。gydF4y2Ba生物信息学gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1093/bioinformatics/btab503gydF4y2Ba(2021)。gydF4y2Ba

下载参考gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

我们感谢A. Bhaduri关于scRNA-seq分析的讨论;B. Rabe和C. Cepko讨论病毒载体和试剂共享;C. Cadwell和M. Paredes关于神经元间形态的讨论;J.鲁宾斯坦和R.安徒生阅读手稿;以及M. Speir和B. Wick在UCSC单单元浏览器上处理数据。本研究得到了精神病学细胞图谱倡议收敛神经科学奖U01MH115747的支持;布罗德基金会(Broad Foundation)创新奖(授予T.J.N.);桑德勒突破性生物医学研究项目(PBBR)新前沿研究奖(授予T.J.N.);美国国家科学基金会(NSF)研究生研究奖学金计划(GRFP)奖(给dea);“自闭症之声”博士预科奖学金(11874年至R.S.Z.); NIH K08 NS116161 and UCSF Physician Scientist Scholars Program to EEC; and gifts from Schmidt Futures and the William K. Bowes Jr Foundation (to T.J.N.). Work in the Alvarez-Buylla laboratory is supported by National Institutes of Health (NIH) grants R01NS028478 and R01EY025174, and a gift from the John G. Bowes Research Fund. A.A.-B. is the Heather and Melanie Muss Endowed Chair and Professor of Neurological Surgery at UCSF.

作者信息gydF4y2Ba

作者指出gydF4y2Ba

  1. 这些作者贡献相同:瑞安N.德尔加多，丹尼斯E.艾伦，马修G.基夫gydF4y2Ba

作者及隶属关系gydF4y2Ba

  1. 加州大学旧金山分校解剖学系，美国加州旧金山gydF4y2Ba

    Ryan N. Delgado, Denise E. Allen, Matthew G. Keefe, Ryan S. Ziffra和Tomasz J. NowakowskigydF4y2Ba

  2. 美国加州大学旧金山分校精神病学与行为科学系gydF4y2Ba

    Ryan N. Delgado, Denise E. Allen, Matthew G. Keefe, Ryan S. Ziffra和Tomasz J. NowakowskigydF4y2Ba

  3. 美国加州大学旧金山分校再生医学和干细胞研究Eli and Edythe Broad中心gydF4y2Ba

    Ryan N. Delgado, Denise E. Allen, Matthew G. Keefe, Walter R. Mancia Leon, Ryan S. Ziffra, Elizabeth E. Crouch, Arturo Alvarez-Buylla和Tomasz J. NowakowskigydF4y2Ba

  4. 美国加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所gydF4y2Ba

    Ryan N. Delgado, Denise E. Allen, Matthew G. Keefe, Ryan S. Ziffra和Tomasz J. NowakowskigydF4y2Ba

  5. 美国加州大学旧金山分校神经外科gydF4y2Ba

    Walter R. Mancia Leon, Arturo Alvarez-Buylla和Tomasz J. NowakowskigydF4y2Ba

  6. 加州大学旧金山分校儿科，美国加州旧金山gydF4y2Ba

    伊丽莎白·克劳奇gydF4y2Ba

  7. 陈·扎克伯格生物中心，美国加州旧金山gydF4y2Ba

    托马斯·j·诺瓦科夫斯基gydF4y2Ba

作者gydF4y2Ba
  1. 莱恩·n·德尔加多gydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

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  2. 丹尼斯·e·艾伦gydF4y2Ba
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  3. 马修·g·基夫gydF4y2Ba
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  4. 沃尔特·r·曼西亚·莱昂gydF4y2Ba
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  5. Ryan S. ZiffragydF4y2Ba
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  6. 伊丽莎白·克劳奇gydF4y2Ba
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  7. 阿图罗Alvarez-BuyllagydF4y2Ba
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  8. 托马斯·j·诺瓦科夫斯基gydF4y2Ba
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贡献gydF4y2Ba

rn.d构思了这个项目，设计并生成了STICR条形码库，设计并进行了实验，分析了数据，并撰写了手稿。美国药物管理局帮助设计实验，进行实验，分析数据，并帮助撰写手稿。M.G.K帮助设计实验，进行实验，并帮助撰写手稿。W.R.M.L进行异种移植物移植。R.S.Z.帮助构建了STICR库。E.E.C.进行了PTPRZ1 FACS。A.A.-B。帮助监督研究。T.J.N构想了这个项目，帮助设计实验，协助解释数据，并帮助撰写手稿。gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba莱恩·n·德尔加多gydF4y2Ba或gydF4y2Ba托马斯·j·诺瓦科夫斯基gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

道德声明gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

A.A.-B。他是Neurona Therapeutics的联合创始人和科学顾问委员会成员。gydF4y2Ba

额外的信息gydF4y2Ba

同行评审信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba感谢Zoltan Molnar和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba

扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba

扩展数据图1 STICR条形码设计的验证。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，直方图显示了每个STICR片段池中每个序列之间的成对汉明距离。gydF4y2BabgydF4y2Ba，通过对代表性的STICR质粒或慢病毒文库进行测序获得的条形码多样性外推。显示了每个库的平均±95%置信范围。gydF4y2BacgydF4y2Ba，模拟条形码碰撞频率(平均值±s.d)的起始单元号范围，基于估计的条形码多样性gydF4y2BabgydF4y2Ba．中描述的代表性质粒和慢病毒库中条形码的测量比例进行了替换条形码采样gydF4y2BabgydF4y2Ba．每个模拟进行了20,000次。大多数误差条(描述标准偏差)不可见，因为它们比点(描述平均值)小。gydF4y2BadgydF4y2Ba“谷仓场”物种混合实验。gydF4y2BaegydF4y2Ba，描述谷仓场实验中物种特异性转录本计数的图。每个点表示一个单个细胞，点的颜色表示该细胞是3T3细胞(小鼠)、皮层细胞(人类)还是混合液滴(多胞胎)。gydF4y2BafgydF4y2Ba，小提琴图描绘了从被识别为小鼠、人类或多胞胎的液滴中恢复的唯一STICR条形码分子的数量。ND，未检测到。gydF4y2Ba

图2体外STICR数据集的聚类分析。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，每个生物样本的UMAP图高亮显示。gydF4y2BabgydF4y2Ba，每个聚类的顶级标记基因表达。每个点的大小对应于集群中表达该基因的细胞的比例，而点的颜色对应于每个集群的平均表达水平。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba，描述体外培养细胞与其自身成对转录簇相关性的热图(gydF4y2BacgydF4y2Ba)和2017年Nowakowski scRNA-seq地图集(gydF4y2BadgydF4y2Ba）gydF4y2Ba14gydF4y2Ba．主要单元格类型的名称描述在每列和行旁边。树状图描述了层次聚类距离。gydF4y2Ba

图3体外STICR数据集的转录分析。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba，描述细胞周期对应基因表达的特征图(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)、神经胶质(gydF4y2BabgydF4y2Ba)、少突胶质细胞(gydF4y2BacgydF4y2Ba)、兴奋性神经元(gydF4y2BadgydF4y2Ba)、中间神经元(gydF4y2BaegydF4y2Ba)，以及区域标记(gydF4y2BafgydF4y2Ba)．gydF4y2BaggydF4y2Ba，条形图描述了每个集群中使用恢复的STICR条形码的细胞比例。gydF4y2BahgydF4y2Ba，热图描绘了生物样品之间共享的STICR条形码的百分比。GW15 (Rep1)和所有GW18样本被标记为相同的病毒原液，而GW15 (Rep2)被标记为不同的原液gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，描述每个样本中主要细胞类型的相对比例的堆叠柱状图，仅限于多细胞克隆的成员细胞。gydF4y2Ba

图4含有兴奋性神经元的皮层无性系克隆分析。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，每个多细胞皮层克隆内兴奋性神经元(EN)计数直方图。左图为单细胞箱中1-25个细胞的克隆大小。对，在指定的容器大小中，克隆细胞的大小超过25个。gydF4y2BabgydF4y2Ba，盒须图描述了每个生物样本的单个多细胞无性系中EN细胞的比例。方框的极大值和极小值描述了第三和第一四分位数，而方框中心描述了中位数。晶须描述1.5×四分位间距。单个克隆值显示为点。克隆的数量列在每个样本组下面。gydF4y2BacgydF4y2Ba，描绘抑制性神经元、兴奋性神经元和所有其他细胞类型(“其他”)在单个克隆中的相对比例的三元图。gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BaegydF4y2Ba，用STICR标记的GW15生发带细胞体外培养免疫组化。gydF4y2BadgydF4y2Ba，低倍率图像显示分布;比例尺，25 μm。gydF4y2BaegydF4y2Ba，高倍图像显示一簇ENs;比例尺，250 μm。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

图5抑制性神经元和DLX2的克隆和转录分析gydF4y2Ba+gydF4y2Ba体外IPCs。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Bagaba能抑制神经元(IN)轨迹细胞的UMAP包埋和Leiden亚聚类。gydF4y2BabgydF4y2Ba，描述表达的特征图gydF4y2BaMKI67gydF4y2Ba，gydF4y2BaSTMN2gydF4y2Ba，gydF4y2BaCENPFgydF4y2Ba而且gydF4y2BaERBB4gydF4y2Ba．gydF4y2BacgydF4y2Ba，热图描述了该数据集与其自身的成对转录聚类相关性。gydF4y2BadgydF4y2Ba，堆叠柱状图描述了每个样本中组成每个IN轨迹的多细胞克隆的相对比例。gydF4y2BaegydF4y2Ba，描述每个样本的多细胞无性系中不同IN轨迹细胞的相对比例的堆叠条形图。gydF4y2BafgydF4y2Ba，描述mge衍生细胞(红色)和表达的特征图gydF4y2BaNKX2-1gydF4y2Ba，gydF4y2BaLHX6gydF4y2Ba，gydF4y2BaACKR3gydF4y2Ba，gydF4y2Ba加gydF4y2Ba而且gydF4y2BaPDE1AgydF4y2Ba．放大后的插图显示了in - 1轨迹细胞。gydF4y2BaggydF4y2Ba热图描述了in .2和in .3标记基因在发育中的人类皮层、嗅球/吻侧迁移流和基底神经节的差异表达。数据来源于Allen BrainSpan激光捕获显微解剖数据库。树状图反映了基因和样本的层次聚类，而颜色表示分位数归一化gydF4y2BazgydF4y2Ba分数。gydF4y2BahgydF4y2Ba，配对小提琴图和原位杂交(ISH)图像的P60小鼠大脑从艾伦脑图谱选择基因。IN.2(嗅球样)和IN.3(皮质-中间神经元样)细胞之间的log2倍差异在每个小提琴图上描绘。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，描述多细胞克隆中IN.1、IN.2、IN.3、EN和神经胶质轨迹细胞相对比例的堆叠bardiagram。克隆的数量列在每个样本下面。gydF4y2BajgydF4y2Ba，维恩图，描述了含有en的多细胞皮质无性系的数量，这些无性系也含有IN.2和/或IN.3细胞。gydF4y2Ba

图6兴奋性神经元和eome的克隆和转录分析gydF4y2Ba+gydF4y2Ba体外IPCs。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba兴奋性神经元(EN)轨迹细胞的UMAP包埋和Leiden亚聚类。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba，热图描述了亚簇EN轨迹细胞与自我的成对转录簇相关性(gydF4y2BabgydF4y2Ba)和2017年Nowakowski开发的人类大脑scRNA-seq地图集(gydF4y2BacgydF4y2Ba）gydF4y2Ba14gydF4y2Ba．gydF4y2BadgydF4y2Ba，描述标记的EN轨迹亚簇亚型对应基因表达的特征图。gydF4y2BaegydF4y2Ba，描述多细胞无性系EN轨迹细胞内EN亚型相对比例的堆叠条形图。gydF4y2BafgydF4y2Ba，维恩图，描绘了包含深样ENs、上样ENs和IN.3细胞的多细胞皮层无性系的数量。gydF4y2Ba

扩展数据图7人皮质祖细胞异种移植6周后的特征。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba移植后6周，用免疫组化方法分析移植的人皮质细胞的主要细胞类型标记的代表性图像。来自STICR的EGFP表达为绿色，NEUROD2或GABA表达为红色。规模的酒吧:gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba， 50 μm;gydF4y2BabgydF4y2Ba10μm。gydF4y2BacgydF4y2Ba， Barplot描述了通过免疫组化评估表达主要细胞类型标记的移植细胞的比例(平均值±s.d)。gydF4y2BangydF4y2Ba= 7个切片来自6只异种移植小鼠，其中3只移植了GW15 Rep1供体细胞，3只移植了GW15 Rep2供体细胞。gydF4y2BadgydF4y2Ba，来自异种移植细胞的每个簇的顶级标记基因表达。圆点的大小对应于表达基因的细胞群的比例，而圆点的颜色对应于每个簇的平均表达水平。gydF4y2BaegydF4y2Ba， UMAP包埋的异种移植细胞和特征图描述表达gydF4y2BaNEUROD2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba加工gydF4y2Ba，gydF4y2BaDLX2gydF4y2Ba，gydF4y2BaMKI67gydF4y2Ba而且gydF4y2BaGFAPgydF4y2Ba．gydF4y2BafgydF4y2Ba热图描述了亚集群兴奋性神经元(EN)轨迹细胞的成对转录簇相关性与2017年Nowakowski开发的人类皮层scRNA-seq图谱gydF4y2Ba14gydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba通过分析方法(IHC与scRNA-seq)和生物复制比较移植细胞的主要细胞类型定量(平均值)。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

图8来自异种移植的兴奋性和抑制性神经元的转录分析。gydF4y2Ba

一个gydF4y2BaUMAP包埋和来自异种移植的抑制性神经元(IN)轨迹细胞的Leiden亚聚类。gydF4y2BabgydF4y2Ba，描述表达的特征图gydF4y2BaCENPFgydF4y2Ba，gydF4y2BaMKI67gydF4y2Ba，gydF4y2BaERBB4gydF4y2Ba，gydF4y2BaNR2F1, NFIXgydF4y2Ba，gydF4y2BaSP8gydF4y2Ba，gydF4y2BaSCGNgydF4y2Ba而且gydF4y2BaKLHL35gydF4y2Ba．gydF4y2BacgydF4y2Ba，热图描绘了亚簇异种移植物IN和DXL2的成对转录簇相关性gydF4y2Ba+gydF4y2BaIPC轨迹细胞与2017年Nowakowski开发的人类皮层scRNA-seq图谱gydF4y2Ba14gydF4y2Ba．gydF4y2BadgydF4y2BaUMAP包埋描述了来自异种移植in亚簇1(鲑鱼)和2(石灰)的多细胞克隆中的细胞，并与体外培养的STICR in亚群集成。gydF4y2BaegydF4y2BaUMAP包埋，描述来自异种移植实验的多细胞克隆的单个神经元间轨细胞与来自体外培养的神经元间轨细胞结合，通过生物复制分裂。这些克隆的成员用红色突出显示。gydF4y2BafgydF4y2Ba兴奋性神经元(EN)和eome的UMAP包埋和Leiden亚聚类gydF4y2Ba+gydF4y2Ba来自异种移植的IPC轨迹细胞。gydF4y2BaggydF4y2Ba，描述亚聚类异种移植EN和eoms成对转录簇相关性的热图gydF4y2Ba+gydF4y2BaIPC轨迹细胞与2017年Nowakowski开发的人类皮层scRNA-seq图谱gydF4y2Ba14gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

图9 ptprz1排序的STICR分析gydF4y2Ba+gydF4y2Ba12周时皮层、室下区、吻侧迁移流和嗅球细胞。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，描述PTPRZ1分离的代表性FACS图gydF4y2Ba+gydF4y2Ba皮质生发区细胞。gydF4y2BabgydF4y2Ba12周大的宿主小鼠皮层中移植的人类皮层细胞的代表图像。来自STICR的EGFP表达为绿色，DAPI为蓝色。比例尺，50 μm。CC，胼胝体。gydF4y2BacgydF4y2Ba，免疫组化分析12周龄宿主小鼠侧脑室背外侧角ptprz1分类、sticr标记细胞的代表性图像。来自STICR的EGFP为绿色，DCX为红色，DAPI为蓝色。比例尺，100 μm。gydF4y2BadgydF4y2Ba，框内区域的高倍放大插图gydF4y2BacgydF4y2Ba．比例尺，10 μm。SVZ，心室下带。gydF4y2BaegydF4y2Ba，经IHC分析的ptprz1分类、sticr标记的前脑吻侧细胞的代表性图像。白框所示为吻侧迁徙流(RMS)gydF4y2BafgydF4y2Ba．绿色为GFP表达，红色为DCX表达，蓝色为DAPI表达。比例尺，100 μm。gydF4y2BafgydF4y2Ba，白框中所示RMS的高倍放大插图gydF4y2BaegydF4y2Ba．比例尺，10 μm。下面放大了白色框所勾勒的单元格。gydF4y2BaggydF4y2Ba，经ptprz1分类、sticr标记的细胞从皮层移植部位迁移到嗅球的代表性图像，通过免疫组化分析。绿色为EGFP表达，洋红色为DAPI表达。GCL，颗粒细胞层;MCL，二尖瓣细胞层。比例尺，10 μm。gydF4y2Ba

图10 12周时来自异种移植的sticr标记皮质INs的免疫组化。gydF4y2Ba

sticr标记GABA的代表图像gydF4y2Ba+gydF4y2Ba细胞分布于皮层板，免疫组化分析。来自STICR的EGFP为绿色，GABA为红色，DAPI为蓝色。图中同样的细胞。gydF4y2Ba4 dgydF4y2Ba．箭头指向用sticr标记的GABAgydF4y2Ba+gydF4y2Ba细胞。比例尺，10 μm。gydF4y2Ba

补充信息gydF4y2Ba

报告总结gydF4y2Ba

补充表1gydF4y2Ba

表描述克隆组成gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba文化的实验。列:克隆条形码(“Full_VBC”)，克隆大小(“总细胞”)，起源样本(“库”)，以及该克隆中分配给主要细胞类型的细胞数量(“EN”，“IN”，“胶质细胞”，“DLX”。IPC”，“eoms .IPC”)，簇34(“未知”)，兴奋性神经元亚簇细胞类型(“上”，“深”，“EN. IPC”)。新生儿"，" EN.other ")和抑制性神经元/DLX。IPC亚聚类细胞类型(“DLX2。IPC”、“。e一个rly”, “IN.1”,”IN.2”,”IN.3”). Principal cell type designations reflect subclustering results.

补充表2gydF4y2Ba

表描述了来自异种移植实验的克隆组成(GW15代表3、4和5)。列:克隆条形码(“Full_VBC”)，克隆大小(“总细胞”)，来源样本(“库”)，以及该克隆中分配给主要细胞类型的细胞数量(“EN”，“IN”，“胶质细胞”，“DLX”。“IPC”，“eoms .IPC”)，“小胶质细胞”，“未确定”和抑制性神经元/DLX。IPC亚聚类细胞类型(“DLX2。IPC”、“。e一个rly”, “IN.2”,”IN.3”). Principal cell type designations reflect subclustering results.

补充表3gydF4y2Ba

用于创建条形码片段序列的STICR ssDNA寡聚物表。gydF4y2Ba

补充表4gydF4y2Ba

用于从质粒和慢病毒文库以及10X基因组cDNA文库中扩增STICR条形码的引物表。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

权利和权限gydF4y2Ba

转载及权限gydF4y2Ba

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引用本文gydF4y2Ba

德尔加多，r.n.，艾伦，d.e.，基夫，M.G.gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba个体的人类皮层祖细胞可以产生兴奋性和抑制性神经元。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba601gydF4y2Ba， 397-403(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-04230-7gydF4y2Ba

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