美国西奈山伊坎医学院等研究机构发布了人体前额叶皮层脑区的已知最大规模基因表达图谱。《自然》和《自然》系列期刊23日同时发表多篇论文，分析了来自“PsychAD”项目1494名已故供体大脑的逾630万例基因表达谱。这些研究进一步阐释了前额叶皮层脑区在人生不同阶段的发育，可用于研究衰老、认知衰退和疾病易感性。
人类大脑在生命早期和成年晚期会经历极大的发育转变，这些转变会影响认知能力、行为和疾病易感性。分析不同生命阶段的基因表达模式，或能了解大脑如何发生转变，这可用于研究正常衰老以及神经退行性疾病和神经精神疾病的发展。前额叶皮层脑区参与了关键的认知功能，如解决问题、规划和情绪调节，对年龄相关性退化比较敏感，是值得研究的理想脑区。该脑区是“PsychAD”项目的研究目标，该项目旨在调查阿尔茨海默病等疾病的底层机制。
此次成果中，一篇发表于《自然》的论文描述了目前报告的人体背外侧前额叶皮层的最大规模群体尺度单细胞转录组图谱。团队评估了从婴儿期到成年晚期的284名神经典型供体的130万例基因表达谱，用证据表明基因表达如何随时间变化。这些变化对应了发育早期的大脑重塑、中年时期的稳定（直到约24岁）、24岁以后的构成退化，以及65岁以后的细胞重编程。
在第二篇《自然》论文中，团队报告了一个与脑疾病相关的基因表达变化图谱。他们评估了项目完整数据集（来自1494名供体的逾630万例基因表达谱），其中不仅包含神经典型个体，也包含阿尔茨海默病等脑疾病患者和其他形式的痴呆症、帕金森病、精神分裂症、双相情感障碍个体。无论研究中的哪种疾病，与基础细胞功能相关的基因表达都有一定相似性。然而，不同形式的痴呆症与帕金森病之间的基因表达变化相似性显著较强。
第三篇《自然》论文则绘制了脑疾病遗传风险如何影响不同人群的特定细胞类型。他们揭示了之前未知的数千种基因—性状关联，并发现了保守的细胞类型特异性机制。研究结果有助于深入理解神经精神和神经退行性疾病的背后机制。
同期其他论文发表于《自然·医学》《自然·遗传学》《自然·通讯》。观点文章中，科学家评论称，该成果为理解前额叶皮层内的健康改变以及疾病相关改变提供了研究资源，推动发现与神经精神、神经退行、行为、认知和情感性状相关的基因。
【总编辑圈点】
大脑中最重要的脑区之一，正在被科学家们分析得前所未有的精细。这是人类最高级的认知中枢，对它的精细化研究，可以推进人们对认知的理解达到一个新的层面：跨生命阶段、跨疾病、跨祖源、跨细胞类型。但它提供的是高精度“地图”，不是已经兑现的临床疗法。下一步，科学家将按图索骥，加速对生物标志物和靶向药的发现，并改变今后脑科学大数据的研究方式。
