客户文章 | Cell | 严军/徐春/沈志明/杨孝全合作绘制猕猴前额叶皮层神经元全脑投射图谱

前额叶皮层（PFC）处于皮层层级的最高水平，整合感觉输入与记忆，执行认知控制等功能。以往研究通过顺行和逆行染料追踪、批量追踪等方法绘制了猕猴皮层的区域间连接，但缺乏对单个轴突分支和 Arborization 模式的解析。旨在通过重建猕猴PFC单神经元全脑投射组，揭示灵长类特有认知功能的神经环路机制，并与小鼠进行比较，探究保守和分化特征。

2025年7月10日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心严军、徐春、沈志明研究员以及华中科技大学苏州脑空间信息研究院的杨孝全教授合作在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为“Single-neuron projectomes of macaque prefrontal cortex reveal refined axon targeting and arborization”的研究论文（中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心严军研究组的副研究员苟凌峰、博士生王彦智为该论文的共同第一作者），绘制了猕猴前额叶皮层神经元全脑投射图谱。

在7只成年雌性猕猴的19个PFC位点稀疏标记神经元，结合MRI引导病毒注射。采用华中科技大学苏州脑空间信息研究院自主研发的大体积猕猴全脑亚微米分辨连续精准三维成像技术（LV-fMOST），以0.65 ×0.65 ×3μm³的空间分辨率获取全脑轴突投射数据，单个通道典型猕猴脑数据量达432TB。利用严军研究组自主研发的Gapr系统（神经元重构的软件系统）进行单神经元追踪，50多名注释者在12周内（约7200人时）重建了数据集 G97-1中的576个单神经元投射组，总轴突长度94985 mm。重建结果与fMRI 数据、批量追踪数据等具有一致性，表明采样覆盖足够代表整体轴突投射。

文章通过AAV病毒注射进行单神经元标记，动物麻醉固定后，暴露颅骨，根据MRI图像标记开颅部位，在指定脑区，使用立体定位注射技术进行病毒注射。将带有荧光蛋白标记的病毒（AAV-CAG-DIO-EGFP，滴度：4.57×10¹²vg/mL；或另一种病毒rAAV-CAG-DIO-tdTomato，滴度：1.10×10¹³vg/mL）与Cre病毒（rAAV-hSyn-SV40 NLS-Cre，原始滴度：1.05×10¹³vg/mL）按1:1混合，混合后最终稀释倍数为40000-80000倍。每个注射部位的最终注射体积为0.2-2μL。使用微量输液泵将病毒输送至合适位置。