特集：BICCN：MERFISHによるマウス一次運動皮質の空間分解細胞アトラス
Nature 598, 7879 doi: 10.1038/s41586-021-03705-x
哺乳類の脳は多くのタイプの細胞からなり、それらが複雑に構成されて機能的な神経回路を作っている。単一細胞RNA塩基配列解読は、遺伝子発現プロファイルに基づいて細胞タイプを体系的に特定することを可能にし、脳内の多くの異なる細胞集団を明らかにしてきた。さらに、単一細胞エピゲノムプロファイリングによって、異なる細胞タイプの遺伝子調節シグネチャーについての情報が得られる。しかし、異なる細胞タイプが脳機能にどのように寄与するかを理解するにはその空間的構成と結合の知識が必要で、細胞の分離を必要とする塩基配列解読に基づく方法では、こうした情報は保存されていない。今回我々は、単一細胞トランスクリプトーム画像化法であるMERFISH（multiplexed error-robust fluorescence in situ hybridization）を用いて、マウス一次運動皮質の分子的に定義され空間的に分解された細胞アトラスを作製した。マウス一次運動皮質とその周辺領域で、約30万個の細胞をプロファイリングしたところ、95の神経細胞クラスターと非神経細胞クラスターが特定され、興奮性細胞だけでなく大部分の抑制性ニューロンのクラスターが層状に構成されている複雑な空間地図が明らかになった。終脳内ニューロンは、皮質の深浅軸に沿っておおむね連続的な勾配をなしており、その個々の細胞の遺伝子発現は、皮質内の深さと相関していた。さらに、MERFISHと逆行性標識法を統合してマウス一次運動皮質のニューロンの投射先を検討した結果、それらの皮質投射は複雑なネットワークを形成していて、ネットワーク内で個々の細胞クラスターが複数の標的領域に投射し、個々の標的領域は複数のニューロンクラスターから入力を受けることが分かった。
