由華中科技大學教授駱清銘、龔輝領銜的VBN團隊和中科院神經(jīng)科學所研究員仇子龍團隊合作，基于VBN團隊自主研發(fā)的全自動顯微成像方法——全腦定位系統(tǒng)（BPS），在單細胞水平解析了全腦內膽堿能神經(jīng)元的定位分布和基底前腦膽堿能神經(jīng)元的精細形態(tài)結構及投射圖譜。相關成果發(fā)表于美國《國家科學院院報》。

乙酰膽堿能神經(jīng)元是腦內一群重要的調制類神經(jīng)元，分布在基底前腦和腦干等多個腦區(qū)。膽堿能神經(jīng)元通過其廣泛的軸突纖維投射釋放乙酰膽堿，調控皮層、海馬和皮層下核團的神經(jīng)活動，參與運動、睡眠以及情感與記憶等多種功能。膽堿能神經(jīng)元的功能異常與老年癡呆、睡眠及認知障礙等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關，相關機制研究是當前熱點。

駱清銘、龔輝團隊和仇子龍課題組及美國艾倫腦研究所教授曾紅葵合作，利用BPS全腦精細成像系統(tǒng)結合熒光蛋白特異性標記膽堿能神經(jīng)元的小鼠模型及病毒標記技術，獲取了世界上第一套完整的膽堿能神經(jīng)元三維全腦分布圖譜。該圖譜包含了小鼠膽堿能神經(jīng)元在各個腦區(qū)的分布數(shù)目、胞體大小及胞體密度等多種信息，為膽堿能神經(jīng)元的功能研究提供了解剖學參考。

在此基礎上，該研究還成功重建了小鼠基底前腦50個膽堿能神經(jīng)元的完整形態(tài)，基于遺傳標記、連接組和形態(tài)學參數(shù)進行了神經(jīng)元分類，并通過分析這些神經(jīng)元的投射腦區(qū)，提出了單個膽堿能神經(jīng)元調控下游腦區(qū)的新模型。該研究為理解膽堿能神經(jīng)元如何調控神經(jīng)活動提供了新參考，也為神經(jīng)元劃分亞類提供了新的啟示。