艾伦研究所：神经科学领域的一股强大的“当红流量”

深究科学

2024-11-09 09:14发布于浙江科普领域创作者


导读


去年10月，《科学》（Science）杂志21篇论文齐发，构建出迄今为止最全面的人类脑细胞图谱的研究似乎历历在目，而这样一项惊人的研究，私人研究机构——艾伦研究所（Allen Institute）在其中所发挥的作用举足轻重。


图片


很明显，艾伦研究所已经向外界放出了信号，下一个研究风口或许就在神经科学领域。


首个小鼠全基因数据组、首个活人脑细胞数据库、最全面的人类脑细胞图谱……作为神经科学领域的“当红流量”，多年来艾伦研究所在脑科学领域、细胞科学以及免疫学方面带给我们太多惊喜。 

 
深究科学 | 撰文
01

艾伦研究所的建立与发展


作为脑神经科学领域研究中的佼佼者，科研领域的伙伴们或许对艾伦研究所早有耳闻。

2003年，微软创始人保罗·艾伦（Paul G. Allen）和妹妹乔迪·艾伦（Jody Allen）在家乡西雅图共同创立一家非营利性质的生物科学研究机构——艾伦研究所。研究所的名字“艾伦”正是出自兄妹二人的姓氏。

成立初期，保罗·艾伦出手阔绰，以个人的名义捐赠1亿美元作为启动资金。

图片
保罗·艾伦（Paul G. Allen）和妹妹乔迪·艾伦（Jody Allen）

此后，艾伦研究所将研究重点投入到了神经科学领域。2003年，艾伦研究所成立艾伦脑科学研究所，这一研究所成为了艾伦研究所的“主心骨”，完成了不少极具特色的研究。

2014年，成立艾伦细胞科学研究所。2016年，成立保罗·艾伦前沿小组，来应对科学前沿领域的课题。2018年，成立的艾伦免疫学研究所。

美国艾伦脑科学研究所执行官曾红葵介绍道，“艾伦研究院遵守三个‘科学’原则：大科学研究（Big Science）、团队科学（Team Science）以及开放科学（Open Science），我们拥有30个不同研究方向，但向着同样的目标前进的团队”。

尤为值得一提的是，艾伦研究所的工作全部无偿公开给一切科学研究者，旨在为基础性研究贡献力量，这一点不可谓不让人敬佩。

2018年，保罗·艾伦去世。但因为在科学领域做出的杰出贡献，许多科研学者都对他的离去表示了悼念。
02

艾伦研究所研究什么？


艾伦研究所的研究主要可以分为5个部门：艾伦脑科学研究所、艾伦细胞科学研究所、保罗·艾伦前沿小组、艾伦免疫学研究所和艾伦神经动力学研究所。

首先是艾伦脑科学研究所，这一研究所曾多次在神经科学领域有过突破性研究。

脑科学研究所将先进的单细胞分子分析技术（如单细胞RNA测序和电生理学）与尖端成像技术相结合，从在分子水平来分析大脑，在其顾问委员会中，不乏骆立群这些外界耳熟能详的神经生物学家。


图片

艾伦免疫学研究所希望通过深入探究免疫健康和疾病，推动对人类免疫学基本原理的理解，因此专注于过度或损伤的免疫反应而引发的病理过程的研究。

保罗·艾伦前沿小组的研究领域会更加天马行空，聚焦于创始人保罗·艾伦一生追求的目标——“突破科学的极限并重塑我们对人类生物学的理解”。

这一目标也就意味着他们有更多从事大科学研究（Big Science）的可能性。这次成立的艾伦神经免疫相互作用探索中心（ADC），或许是寄希望能在神经免疫相互作用领域有所突破。


图片


艾伦细胞科学研究所致力于研究细胞生长、发育和未来发展路径的预测，创建了荧光标记的人类诱导多能干细胞系，能够生成高分辨率的活细胞3D图像和预测模型。 
图片

艾伦神经动力学研究所专注于分析神经信号在整个大脑和身体中的相互作用，这一点可以区分传统科学研究所对细胞或分子层面的关注。团队研究人员合作开发新一代神经技术，旨在捕获大量数据并与全球科学家共享。
03

艾伦研究所最新研究成果


从2003年艾伦研究所成立起，该研究所就出了许多基础性的研究成果与数据，供全世界科学家共享。

2003年，艾伦脑科学研究所启动了艾伦小鼠脑图谱（Allen Mouse Brain Atlas），旨在绘制整个小鼠大脑的基因表达图谱。到了2006年9月，小鼠全基因数据组发布，为开启人类大脑之谜迈出了重要一步。

在完成小鼠全基因数据组后，研究人员将目光投放在了“人脑”的基因图谱上。

2011年，艾伦脑科学研究所的科学家绘制出了两个完整的“人脑基因图谱”，数据显示人脑之间的相似度高达94%，至少82%的人类基因都会在大脑中表达。

2017年，艾伦脑科学研究所公布了全球首个活人大脑细胞数据库，包含了300个皮层神经元电属性数据和其中100个细胞的3D重建信息，以及1.6万神经元的基因表达数据。

图片

2023年10月，“脑计划-细胞普查网络”（BRAIN Initiative Cell Census Network，BICCN）项目小组在国际顶尖刊物Science特刊上连发21篇论文，从转录、表观遗传和功能水平等方分析成人和正在发育的人类大脑的细胞组成。

在这一大型科研项目中，艾伦脑科学研究所的身影尤为活跃。研究所的科学家领导了其中五项研究，并为另外三项研究做出了重大贡献。

另外，卡罗林斯卡研究所（Karolinska Institute）和艾伦研究所（Allen Institute）的科学家合作发现了单个脑细胞中开启的基因，揭示了3000多种不同种类的脑细胞。

图片

目前，艾伦研究所在脑神经科学领域的研究已经走在最前沿，而这一次神经免疫相互作用领域是否会有全新的惊喜？这值得我们期待。

参考资料

1.The Paul G. Allen Frontiers Group Announces Allen Discovery Center for Neuroimmune interactions at Icahn School of Medicine at Mount Sinai.Allen Institute.
2.Nature | 神经免疫：免疫系统和神经系统的相互作用.脑医汇.
3.Allen Institute官网
4.曾红葵：艾伦脑科学研究所的“大科学”.知识分子.
5.艾伦研究所CEO艾伦·琼斯将卸任，曾领导绘制最完整“人脑基因图谱”.新智元.
6.全球首个活人脑细胞数据库公布.科技日报.
Deep Science预印本
查看原图 90K