Ein transkriptomisches Atlas des Kleinhirnrinde des Maus definiert umfassend Zelltypen

Die Kleinhirnrinde ist eine gut untersuchte Gehirnstruktur mit vielfältigen Rollen beim motorischen Lernen, der Koordination, der Kognition und der autonomen Regulation. Ein vollständiges Inventar der Kleinhirnzelltypen fehlt jedoch derzeit. Hier definieren wir, unter Verwendung von jüngsten Fortschritten im Hochdurchsatz-Transkriptomprofiling, Zelltypen in einzelnen Lappen des erwachsenen Mauskleinhirns molekular. Purkinje-Neuronen zeigten eine erhebliche regionale Spezialisierung, wobei die größte Vielfalt in den hinteren Lappen auftrat. Bei mehreren Typen von Kleinhirninterneuronen war die molekulare Variation innerhalb jedes Typs kontinuierlicher als diskret. Insbesondere für die unipolaren Bürstenzellen - eine Interneuronenpopulation, die zuvor in diskrete Populationen unterteilt wurde - war die kontinuierliche Variation der Genexpression mit einem abgestuften Kontinuum elektrophysiologischer Eigenschaften assoziiert. Bemerkenswerterweise fanden wir heraus, dass die Molekularschichtinterneuronen aus zwei molekular und funktionell unterschiedlichen Typen bestanden. Beide Typen zeigen ein Kontinuum morphologischer Variation durch die Dicke der Molekularschicht, aber elektrophysiologische Aufzeichnungen zeigten erhebliche Unterschiede zwischen den beiden Typen in der spontanen Erregung, der Erregbarkeit und der elektrischen Kopplung. Insgesamt bieten diese Ergebnisse einen umfassenden zellulären Atlas der Kleinhirnrinde und skizzieren einen methodologischen und konzeptionellen Rahmen für die Integration molekularer, morphologischer und physiologischer Ontologien zur Definition von Gehirnzelltypen.