蝾螈的大脑与哺乳动物的大脑有一些相似的结构。它们还具有更大的再生能力以应对损坏。
近日，众多研究人员一起进行了单细胞转录组学分析，将蝾螈大脑置于进化背景中。通过将蝾螈的大脑与蜥蜴、乌龟和老鼠的大脑进行比较，追踪导致哺乳动物六层新皮质的进化。
大脑再生需要以特定时间和特定区域的方式协调复杂的反应。识别参与这一过程的细胞类型和分子将促进我们对大脑再生的理解，并为再生医学研究提供潜在的目标。
然而，哺乳动物大脑的有限再生能力以及对细胞和分子水平上再生过程的有限理解，阻碍了该领域的进展。
蝾螈（Ambystomamexicanum）可以再生受损的附肢和多个内部器官，包括大脑。因此，蝾螈可以作为研究大脑再生的模型。
如果我们要了解大脑再生的机制，我们需要能够实现大规模数据采集和分析的研究工具，以同时解码复杂的细胞和分子反应。大脑再生和发育过程之间的比较似乎也有助于为大脑再生的本质提供新的见解。因此，研究人员去除了蝾螈左侧端脑的一小部分外侧大脑皮层区域，并在再生过程中的多个阶段收集了组织样本。
同时，还收集了多个发育阶段的蝾螈端脑组织样本。然后，研究人员使用高清和大视野Stereo-seq（空间增强分辨率组学测序）技术以单细胞分辨率从覆盖轴突端脑两个半球的部分生成空间转录组数据。对细胞类型注释、细胞空间组织、基因活动动力学和细胞状态转换进行了分析，以对损伤诱导的再生与发育过程中的这些细胞属性进行机械研究。
通过使用Stereo-seq，研究人员生成了一组端脑切片的空间转录组数据，涵盖了六个发育阶段和七个损伤诱导的再生阶段。
单细胞分辨率的数据使我们能够识别发育过程中存在的33种细胞类型和参与再生的28种细胞类型，包括不同类型的兴奋性和抑制性神经元，以及几种室管膜胶质细胞亚型。该数据揭示了一种原始类型的室管膜胶质细胞，它可能产生三个位于心室区不同区域的成人室管膜胶质细胞亚群，具有不同的分子特征和潜在的不同功能。
对于再生，还发现了一个室管膜神经胶质细胞亚群，它可能源自受损伤激活的局部常驻室管膜神经胶质细胞。然后，该祖细胞群可能会增殖以覆盖伤口区域，并随后通过向中间祖细胞、未成熟神经元和最终成熟神经元的状态转换来补充丢失的神经元。
当比较蝾螈端脑在发育和再生之间的细胞和分子动力学时，研究人员发现损伤诱导的室管膜胶质细胞，在转录组状态方面与发育特异性室管膜胶质细胞相似。同事还观察到蝾螈端脑的再生表现出类似于分子级联和潜在细胞谱系转变中所见的神经发生模式，这表明大脑再生部分概括了发育过程。