大脑发育地图：单细胞技术揭示胎儿大脑发育细节，帮我们更好地理解人脑中区细胞培养的准确性

帕金森病（PD）建模和治疗中常用的中脑多巴胺能（mDA）神经元培养方案，其与体内真实情况的转录组学对比尚不充分。为建立转录组标准，研究团队构建了整合的人类胎儿全脑图谱和中脑亚图谱。全脑分析显示出强烈的区域特异性特征，表明在精细的中脑注释前需先进行全局 mapping。他们开发了名为BrainSTEM（脑单细胞双层映射）的双层策略，系统重新评估已发表的人类中脑培养模型单细胞数据集。

研究首先整合了两个数据集，构建了包含妊娠3至14周、39名捐赠者共679,666个细胞的胎儿全脑图谱，识别出具有脑区特异性基因特征的细胞类型，如中脑DA神经元（区域分类概率达0.92）和前脑谷氨酸能神经元等。接着，构建了包含102,335个细胞的中脑亚图谱，解析了中脑发育轨迹，发现了hDA.STN等罕见亚群，并揭示了腹侧中脑的细胞间通讯路径（如Ephrin-A和Netrin信号通路对DA神经元回路形成至关重要）。

通过BrainSTEM，研究评估了12个体外数据集（涵盖2D和3D培养）。结果显示，多数中脑数据集的前脑和后脑细胞占比超50%，中脑细胞产量在培养30-40天左右达峰，不同方案的中脑纯度差异大（如部分2D方案可达较高纯度，但多为祖细胞而非神经元）。同时发现，含FGF8且CHIR剂量较低的方案能产生更多多巴胺能神经元。

该研究提供的全脑和中脑图谱及BrainSTEM框架，能准确评估中脑培养物的转录组保真度，揭示现有模型的局限性，为优化培养方案、构建更贴近体内的帕金森病研究和再生医学体外系统提供了重要参考。