本文系统综述了基于单核转座酶可及性测序（snATAC-seq）的东说念主类大脑单细胞染色质可及性图谱探究，重心探讨了不同脑区细胞类型的顺式调控元件（cCREs）特征、跨物种保守性偏激与神经精神疾病的关联。探究标明，东说念主类大脑中存在高度异质的cCRE景不雅，约30%的元件在东说念主类与小鼠中保守，而东说念主类特异性元件富集于转座子序列。通过整合单细胞转录组与表不雅遗传数据，奏效展望了精神分裂症、阿尔茨海默病等疾病的致病细胞类型，并确立了深度学习模子（如Epiformer）解析非编码变异的调控功能。该图谱为理会脑细胞类型特异性基因抒发的调控网罗及疾病机制提供了进犯框架。
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1. 绪论
1.1 探究配景
神经精神疾病（如精神分裂症、抑郁症、阿尔茨海默病）的遗传学探究标明，其致病风险变异主要位于非编码区域（GWAS数据中>90%为非编码位点）。但是，传统探究短缺对非编码调控元件在特定脑细胞类型中功能详确的精确技巧。比年来，单细胞期间（如snATAC-seq）的发展使得在单细胞分辨率下解析染色质可及性成为可能，为揭示基因调控门径的细胞特异性提供了翻新性用具。
1.2 探究意象
构建东说念主类大脑单细胞染色质可及性图谱，可系统性识别各脑区细胞类型的cCREs，并解析其顺式调控网罗。通过与小鼠等时势动物的相比，揭示进化保守性与东说念主类特异性的调控元件，进而展望疾病联系细胞类型及非编码变异的功能，为精确医疗提供表面基础。
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2. 材料与步伐
2.1 数据开始
- 样本相聚：三名神经典型成年供体（29、42、58岁）的42个脑区组织（包括皮层、海马、基底核等）。
- 试验期间：snATAC-seq（单核转座酶可及性测序）、scRNA-seq（单细胞转录组测序）、Paired-Tag试验（组卵白修饰分析）。
2.2 数据惩处经由
1. 核分离与文库制备：通过蔗糖梯度离心纯化神经元与非神经元细胞核，取舍组合式条形码进行snATAC-seq文库构建。
2. 测序与比对：使用Illumina NovaSeq平台测序，比对至hg38参考基因组。
3. 峰值调用与详确：基于MACS2识别可及性峰，并吞ENCODE黑名单过滤非编码区域。
4. 单细胞聚类：诓骗SnapATAC包进行迭代聚类，Ag百家乐区别心经元（谷氨酸能、GABA能）与非神经元（星形胶质细胞、少突胶质细胞等）亚型。
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3. 主要成果
3.1 东说念主类大脑细胞类型图谱
- 细胞类型悠扬：通过snATAC-seq与scRNA-seq数据整合，悠扬出107种脑细胞类型，包括62种神经元亚型（如IT-L2/3谷氨酸能神经元、MSN多巴胺能神经元）和45种非神经元亚型（如Bergmann胶质细胞）。
- 区域特异性分析：大王人神经元类型呈现显耀的区域漫衍特征（如VIP+神经元麇集于皮层IT区），而非神经元细胞（如OPCs）则世俗漫衍于多个脑区。
3.2 cCREs的特征与保守性
- cCREs全基因组漫衍：544,735个cCREs袒护8.8%的东说念主类基因组，其中95.3%足下初始子区域（TSS±2kb）。
- 跨物种相比：与小鼠脑细胞cCREs对比，发现32.8%的东说念主类cCREs在序列及染色质可及性上保守，而东说念主类特异性cCREs富集于长终端重叠序列（如LTR13A）。
3.3 疾病联系细胞类型展望
- GWAS富集分析：通过连锁抵拒衡分数追想（LDSC），发现精神分裂症、躁郁症等疾病的遗传变异显耀富集于神经元cCREs（如谷氨酸能神经元），而阿尔茨海默病联系变异特异富集于微胶质细胞cCREs。
- 案例探究：CHRNA2基因（尼古丁受体亚基）的东说念主类特异性cCRE在VIP+神经元中高可及，其调控相等可能与自闭症谱系碎裂联系。
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4. 商议
4.1 进化保守性与东说念主类特异性
- 保守cCREs的功能：约60%的东说念主类cCREs可通过同源序列映射至小鼠基因组，这些元件可能调控保守基因（如NEUROG2、ASCL1）的抒发。
- 东说念主类特异cCREs的潜在作用：转座子元件（如LTR13A）可能看成灵长类特异性增强子，参与高档领会功能的进化。
4.2 非编码变异的调控机制
- 深度学习模子的应用：Epiformer模子通过整合DNA序列保守性及ATAC-seq信号，奏效展望AD风险变异rs6733839对TSPAN14基因抒发的调控效应。
- 试验考证：通过PRIME裁剪与RNAscope原位杂交，确认模子展望的cCRE在微胶质细胞中的功能进犯性。
4.3 临床回荡后劲
- 疾病会诊与调养：基于cCRE图谱的疾病特异性标志物（如BIN1基因在阿尔茨海默病中的调控元件）可为靶向调养提供新计谋。
- 药物确立：通过解析cCRE-靶基因网罗，可筛选调控神经精神疾病重要通路的化合物。
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5. 论断
本探究通过构建东说念主类大脑单细胞染色质可及性图谱，揭示了脑细胞类型特异性调控网罗的分子基础，并为解析非编码变异在神经精神疾病中的作用提供了系统性框架。将来探究需并吞多组学期间与更大界限东说念主群部队ag百家乐开奖，长远探索cCREs的功能动态偏激在疾病发生中的精确机制。