贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)的科学家利用哈佛大学开发的技术，对小鼠下丘脑的一个区域中的20,000多个脑细胞进行了分类。这项发表在《自然神经科学》上的研究揭示了大约50种不同的细胞类型，其中包括先前未描述的神经元类型，可能是人类肥胖的某些遗传风险的基础。这种细胞类型的目录标志着神经科学家首次为大脑的这一区域建立了全面的“零件清单”。新的信息将使研究人员能够确定哪些细胞在大脑的这一区域发挥什么作用。
“许多功能已经映射到大脑的大部分区域;例如，我们知道海马对记忆很重要，我们知道下丘脑负责饮食等基本功能。”第一作者，合著者实验室的博士后研究员John N. Campbell说。 ，布拉德福德·洛厄尔(Bradford Lowell)，医学博士。“但是我们不知道这些区域内负责哪种细胞类型。现在，随着技术的飞跃发展，我们可以同时在成千上万个单个细胞中分析每个基因，并开始逐一测试这些细胞类型，以确定它们的功能。”
动物体内的每个细胞都携带相同的遗传信息。细胞通过表达某些基因并沉默其他基因而发挥特定作用。由研究共同作者史蒂芬·麦卡罗尔(Steven McCarroll)博士和哈佛大学医学院的遗传学家埃文·马科斯科(Evan Macosko)共同开发的Drop-Seq技术使评估单个细胞表达的每个基因成为可能。自动化过程意味着BIDMC研究人员可以用一次手动绘制大约12个细胞所需的相同时间即可绘制成千上万个细胞。
坎贝尔及其同事对弓形下丘脑(Arc)和相邻的中值突出(ME)(控制食欲和其他重要功能的大脑区域)中的20,000多只成年小鼠脑细胞进行了分析。细胞的基因表达谱可帮助科学家确定其功能。
除了鉴定出50种新的细胞类型外，研究人员还对不同喂养条件下成年小鼠的细胞类型进行了分析：随意进食;小鼠进食。高脂饮食(能量过剩);和过夜禁食(能量不足)。该技术使研究人员能够评估能量状态的变化如何影响基因表达。对能量状态的这些变化敏感的细胞类型和基因为肥胖症治疗提供了许多新的靶点。
共同通讯的作者，BIDMC内分泌，糖尿病和新陈代谢系医学助理教授Linus Tsai博士说：“有时候，只有在受到一定压力后，细胞的真实身份才能显现出来。” 。“例如，在禁食的情况下，我们可以根据细胞对重要生理状态的反应方式，了解它们之间是否存在进一步的多样性。”
最后，科学家分析了先前的人类全基因组关联研究(GWAS)，该研究揭示了与肥胖症相关的基因变异。研究人员注意到哪些脑细胞类型表达了与肥胖相关的基因，这暗示了两种新的神经元类型参与了体重的遗传控制。
坎贝尔和同事将其庞大的数据集在线发布，使全世界的研究人员都可以使用。开源信息应加快科学发现的步伐，并塑造肥胖研究领域提出的研究问题。
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