単一ニューロンの核RNAセックは、活性化の分子シグネチャを明らかにします

単一細胞シーケンス方法は、定義された脳領域内の不均一な細胞タイプを識別するための強力なツールとして浮上しています。活性化されたニューロンのトランスクリプトームを研究するための単一細胞技術の適用は、特定の経験に対する異なるニューロン応答に関連する分子動力学に関する洞察を提供できます。一般的な全細胞および単一ヌクレイRNAシーケンス（snRNA-seq）メソッドの評価を通じて、ここでは、SnRNA-seqが経験駆動型の活動の誘導に関連する転写パターンを忠実に再現することを示しています。FOS、ARC、EGR1。マウスの歯状顆粒細胞のsnRNA-seqは、MAPK経路遺伝子の誘導を含む、短時間の新規環境曝露後に活性化されたニューロントランスクリプトームの大規模な変化を明らかにします。さらに、活性化状態の連続体を観察し、遺伝子発現のみからの活性化の擬似的パターンを明らかにします。要約すると、活性ニューロンのSnRNA-seqは、IEGを超えた遺伝子発現の検査を可能にし、in vivoでのニューロン活性化パターンへの新しい洞察を可能にします。

Single-cell sequencing methods have emerged as powerful tools for identification of heterogeneous cell types within defined brain regions. Application of single-cell techniques to study the transcriptome of activated neurons can offer insight into molecular dynamics associated with differential neuronal responses to a given experience. Through evaluation of common whole-cell and single-nuclei RNA-sequencing (snRNA-seq) methods, here we show that snRNA-seq faithfully recapitulates transcriptional patterns associated with experience-driven induction of activity, including immediate early genes (IEGs) such as Fos, Arc and Egr1. SnRNA-seq of mouse dentate granule cells reveals large-scale changes in the activated neuronal transcriptome after brief novel environment exposure, including induction of MAPK pathway genes. In addition, we observe a continuum of activation states, revealing a pseudotemporal pattern of activation from gene expression alone. In summary, snRNA-seq of activated neurons enables the examination of gene expression beyond IEGs, allowing for novel insights into neuronal activation patterns in vivo.