类器官单细胞基因组图谱揭示人类大脑发育的特有特征gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，相位对比(PSC -神经上皮;比例尺，200 μm;H9代表人类，sandra代表黑猩猩)和亮场图像(类器官;比例尺，1毫米;人类的H9和Wibj2，黑猩猩的JoC和sandra)显示了人类和黑猩猩类器官发育的不同阶段的例子。gydF4y2BabgydF4y2Ba，免疫组化染色为gydF4y2BaPAX6gydF4y2Ba(绿色)和gydF4y2BaBCL11BgydF4y2Ba(亦称gydF4y2BaCTIP2gydF4y2Ba(粉红色)的iPSC细胞系409b2的63天人类类器官(左)和iPSC细胞系SandraA的63天黑猩猩类器官(右)的放大视图，显示皮层样区域(比例尺，100 μm)。gydF4y2BacgydF4y2Ba，人免疫组化染色(左上，Sc102a1, 50天;顶部中间，409b2, 63天，与人类相同的类器官在gydF4y2BabgydF4y2Ba)和黑猩猩(左下，桑德拉·a, 50天;中下，SandraA, 63天)祖细胞类器官(比例尺，200 μm)gydF4y2BaPAX6gydF4y2Ba)中间祖细胞(gydF4y2BaTBR2gydF4y2Ba)和深层神经元(gydF4y2BaBCL11BgydF4y2Ba)在整个类器官中。深层染色(gydF4y2BaBCL11BgydF4y2Ba)及上层(gydF4y2BaSATB2gydF4y2Ba)人类(右上，Sc102a1, 45天)和黑猩猩(右下，桑德拉，63天)类器官的神经元标记。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba来自不同人类细胞系的细胞(来自H9的23226个细胞和来自409b2的20272个细胞)使用CCA集成并使用可视化gydF4y2BatgydF4y2Ba新力。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE染色以细胞系和批次为基础。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE根据时间点着色。对iPSC和esc来源的细胞从分化0天到4个月的类器官组合细胞进行异质性分析。gydF4y2BadgydF4y2Ba，不同时间点和细胞系的基因数和UMIs分布。gydF4y2BaegydF4y2Ba，使用前20台pc作为输入进行聚类gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE和聚类名称根据聚类标记基因和已知标记基因的表达进行分配。SC，干细胞;NEC，神经外胚层样细胞;NSC，神经干细胞;g/oRGC，胶质细胞/外放射状胶质细胞;G2M/S NPC, G2M/S期神经祖细胞;G2M/S期背侧祖细胞DP;CN，皮层神经元;G2M/S vP, G2M/S期腹侧祖细胞;M / H,中脑和后脑; CP, choroid plexus; M, mesenchymal-like cells.fgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-基于非整合表达值，由所选标记基因表达水平着色的sne图。gydF4y2BaggydF4y2Ba，热图显示了代表性标记基因的平均聚类表达，这些聚类根据其分化时间从早期到晚期以及前脑背侧到腹侧和非前脑细胞的区域特征进行排序。gydF4y2BahgydF4y2Ba，来自艾伦发育小鼠大脑图谱的原位杂交图像(可从gydF4y2Bahttps://developingmouse.brain-map.org/gydF4y2Ba)表达gydF4y2BaFoxg1gydF4y2Ba，gydF4y2BaNeurod6gydF4y2Ba而且gydF4y2BaDlx5gydF4y2Ba在小鼠发育前脑和人类全轨迹SPRING图中，用相应的基因着色。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，在整个人脑类器官发育轨迹中，标记不同发育阶段的示例基因的假时间表达。gydF4y2BajgydF4y2Ba，伞状图显示了每个类器官细胞与从人类胎儿皮层的参考scRNA-seq细胞图谱生成的细胞“原型”的相似性gydF4y2Ba^19gydF4y2Ba．gydF4y2BakgydF4y2Ba，图显示每个时间点匹配参考原型的类器官细胞的比例。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba， scRNA-seq对来自一个人ESC和6个iPSC系的2个月大的脑类器官进行了检测。gydF4y2BabgydF4y2Ba，所有数据(49153个细胞)合并，细胞异质性评估使用gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE，前20台pc作为输入。细胞也被标记基因表达和RSS着色。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba- sne图，以RSS对Brainspan胎儿参考数据作为输入(RSS-gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE)，以细胞系着色。来自不同系的细胞很好地融合在一起。gydF4y2BadgydF4y2Ba，两个月大的人类类器官假细胞(9650)的SPRING图，由神经元轨迹分支和假时间着色。gydF4y2BaegydF4y2Ba，两个月大的人类类器官细胞的SPRING图，标记基因表达染色。gydF4y2BafgydF4y2Ba，以细胞系着色的SPRING图显示了每条细胞系对轨迹不同分支的贡献。gydF4y2BaggydF4y2Ba，各品系皮层细胞与其他品系(粉色)、各品系腹侧细胞与其他品系腹侧细胞(蓝色)、同一品系皮质细胞与腹侧细胞在皮质假时间与腹侧假时间对齐后或对齐前(紫色)的基因表达轨迹与伪时间依赖表达模式的相关性。gydF4y2BahgydF4y2Ba，人脑类器官神经元亚型的空间位置推断。左图中，柱状图显示了基于Allen Brain Atlas的Developing Mouse Brain数据库(可从gydF4y2Bahttps://developingmouse.brain-map.org/gydF4y2Ba)．基于scRNA-seq数据中高度可变的基因(上)或用原位杂交数据定义的区域标记(下)计算表达相似性。右，5个样例切片(E13.5)中各神经元亚型平均区域标记基因表达与体素的相关模式，以及切片的结构标注。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，间脑抑制神经元两种标记基因的表达(gydF4y2BaPCP4gydF4y2Ba而且gydF4y2BaRSPO3gydF4y2Ba)及其在E13.5小鼠大脑中的空间表达模式(数据来自Allen brain Atlas，可从gydF4y2Bahttps://developingmouse.brain-map.org/gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，一个细胞系(SandraA)从分化0天到类器官发育4个月的ipsc来源的黑猩猩细胞(36,884)的异质性分析。gydF4y2BabgydF4y2Ba，热图可视化标记基因的平均聚类表达，列排序基于从早到晚时间点的分化进展，区域特征从背侧到腹侧到非前脑细胞和非外胚层来源的细胞。gydF4y2BacgydF4y2Ba、聚类识别和gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE使用排名前15的pc进行集群。聚类分配基于聚类标记和已知标记基因的表达模式。SC，干细胞;G2M/S DP, G2M/S期背侧祖细胞;dlN，深层神经元;ulN，上层神经元;vP/N，腹侧祖细胞/神经元;M -间充质样细胞;OL，系外细胞。gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE图根据用于分配聚类特征的代表性标记基因的基因表达进行着色。gydF4y2BaegydF4y2Ba，由标记基因着色的人类和黑猩猩的整个发育轨迹的SPRING图。gydF4y2BafgydF4y2Ba，显示人类和黑猩猩早期、背侧和腹侧分支标记基因的假颞基因表达模式。gydF4y2BaggydF4y2Ba，示意图显示人类和黑猩猩在结合早期阶段的伪细胞和背侧前脑谱系后的伪时间对齐。后来黑猩猩的伪时间点与人类的伪细胞不一致。gydF4y2BahgydF4y2Ba，以G2M/S相位标记物MKI67为参考，将人体内复制基因的表达投影到人全谱系SPRING分析中。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba， Fluidigm C1 scRNA-seq数据概述。每个点代表某一特定年龄的一个细胞系或物种的大脑类器官或胎儿大脑样本，其大小表示测量的细胞数量。左面板显示了花粉等人(2019)发表的类器官样本信息。gydF4y2Ba^16gydF4y2Ba(不包括Camp et al.(2015)的冗余细胞)gydF4y2Ba^11gydF4y2Ba和莫拉-贝穆德斯等人(2016)gydF4y2Ba^15gydF4y2Ba)，包括最初发表在Sloan et al.(2017)上的数据。gydF4y2Ba^70gydF4y2Ba．中间的面板显示了Camp等人(2015)生成的类器官样本信息。gydF4y2Ba^11gydF4y2Ba，莫拉-贝穆德斯等人(2016)gydF4y2Ba^15gydF4y2Ba在这项研究中。右面板显示了Nowakowski等人(2017)报道的胎儿前额叶皮层样本信息。gydF4y2Ba^19gydF4y2Ba．gydF4y2BabgydF4y2Ba所有脑类器官数据(5838个细胞)合并，细胞异质性评估使用gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE以胎儿脑跨度的RSS剖面数据为输入。细胞根据细胞类型或簇、物种、生成数据的机构、背侧轨迹伪时间和标记基因表达进行着色。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-所有胎儿大脑数据(5080个细胞)的sne图，以胎儿脑跨度参考文献的RSS图作为输入，评估细胞异质性。细胞根据细胞类型或簇、种类、背侧兴奋性神经元轨迹伪时间和标记基因表达进行着色。gydF4y2BadgydF4y2Ba热图显示了本文中生成的基于液滴的类器官scRNA-seq数据和上述基于c1的scRNA-seq数据中不同细胞类型的标记基因表达模式。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，箱形图(IQR，最小值和最大值，去除异常值)显示在Brainspan胎儿皮层样本8 PCW至17 PCW的批量RNA-seq数据中，GO注释神经元投影(1487个基因)、神经元分化(1367个基因)、突触组装(168个基因)和神经递质分泌(169个基因)的总和表达水平(以每百万转录本千碱基的阅读数(RPKM)表示。gydF4y2BabgydF4y2Ba，显示沿估计发育假时间在胎儿人背侧兴奋性神经元中相同基因列表的总和表达水平的箱状图(Nowakowski等人(2017)数据集gydF4y2Ba^19gydF4y2Ba)．gydF4y2BacgydF4y2Ba人类和黑猩猩类器官细胞对人类胎儿大脑数据的投影显示，与人类类器官细胞相比，黑猩猩类器官细胞在发育后期的相似性更高。gydF4y2BadgydF4y2Ba，箱形图显示了人类和黑猩猩伪细胞(1791人和4304黑猩猩)沿皮层伪时间仅对四个GO项中的一个进行特定注释的基因的总和表达水平。热图显示从人类和黑猩猩的GO术语的例子基因的表达沿着伪时间箱。左边的维恩图显示了与四个GO术语相关的基因重叠。gydF4y2BaegydF4y2Ba，花粉等人(2019)报道了人类和黑猩猩皮层细胞(388名人类和355名黑猩猩)神经元投射分数沿皮层假时间的分布gydF4y2Ba^16gydF4y2Ba．每个点代表一个细胞，并由类器官细胞系着色。浅色代表人类细胞系，深色代表黑猩猩细胞系。双面Wilcoxon秩和检验(*gydF4y2BaPgydF4y2Ba= 0.013和**gydF4y2BaPgydF4y2Ba= 0.004)。gydF4y2BafgydF4y2Ba从本研究生成的10x基因组学数据中观察到人类和黑猩猩大脑类器官上深层规格的时间差异。左图为皮层深部(gydF4y2BaBCL11BgydF4y2Ba，左)及上(gydF4y2BaSATB2gydF4y2Ba层标记基因投射到黑猩猩(上)和人类(下)的SPRING图上。gydF4y2BaBCL11BgydF4y2Ba而且gydF4y2BaSATB2gydF4y2Ba在人类和黑猩猩的假时间表达谱中变得反相关(右)，而黑猩猩的反相关发生得比人类早。gydF4y2BaggydF4y2Ba，在人类和猕猴胎儿前额叶皮层样本中，上层神经元相对于深层神经元的丰度gydF4y2Ba^19gydF4y2Ba在Nowakowski等人(2017)中，按早期时间点(<100天)或所有时间点组合。gydF4y2BahgydF4y2Ba，对猕猴iPSC系2 - 4个月的脑类器官进行scRNA-seq。以排名前20位的pc作为输入，构建伪细胞(2913)的SPRING图。异质性分析表明，猕猴类器官中存在多种细胞类型，包括皮层神经元、npc、星形胶质细胞和其他细胞类型，如视网膜和间充质样细胞。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，由皮层伪细胞伪时间着色的SPRING图，这是皮层伪细胞扩散图中扩散分量(DC) 1的伪细胞分位数。gydF4y2BajgydF4y2Ba，标记基因表达染色的SPRING图。gydF4y2BakgydF4y2Ba，发病之间的反相关gydF4y2BaSATB2gydF4y2Ba而且gydF4y2BaBCL11BgydF4y2Ba相对于人类(1118个假细胞)和黑猩猩(1645个假细胞)，在关注两个月的大脑类器官时，猕猴的假时间(1107个假细胞)出现得更早。gydF4y2BalgydF4y2Ba，箱形图(方框为IQR，胡须为1.5 × IQR)显示了人类、黑猩猩和猕猴沿未对齐的皮层假时间的神经元投射得分。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba， SPRING图形可视化gydF4y2BakgydF4y2Ba人类(10,063)和黑猩猩(5,612)伪细胞的神经网络，以及猕猴细胞(6,580)的神经网络，它们代表了不同大脑区域的npc和神经元。皮层npc和神经元通过伪时间着色。gydF4y2BabgydF4y2Ba，人类(黑色)、黑猩猩(深灰色)和猕猴(浅灰色)类器官中上层(UL)和深层(DL)神经元标记表达的比值。虚线表示应用于人类伪细胞以过滤掉代表UL神经元的截止点。gydF4y2BacgydF4y2Ba采用基于截断动态时间翘曲(DTW)的对齐方法对人类、黑猩猩和猕猴的皮层伪时间路线进行了对齐。训练了两个支持向量回归模型来预测黑猩猩(上)和猕猴(下)的人类伪细胞的伪时间。拟合约束b样条回归模型，分别确定黑猩猩和猕猴伪时间路线的修剪点。端到端基于dtw的对齐应用于人类伪时间路线到修剪后的黑猩猩和猕猴伪时间路线的最终对齐(中间)。gydF4y2BadgydF4y2Ba的假时间表达谱gydF4y2Ba激活gydF4y2Ba，gydF4y2Ba加工gydF4y2Ba而且gydF4y2BaBCL11BgydF4y2Ba沿着人类，黑猩猩和猕猴的皮层假时间，在假时间对齐程序之前(左)和之后(右)。gydF4y2BaegydF4y2Ba，基于约束可替换伪细胞子采样分析中涉及的细胞系数量，人类和黑猩猩差异假时间表达的稳稳性和假阳性率。在每个子采样中，以一种可替换的方式采样代表一定数量的人类细胞系的伪细胞，以概括黑猩猩伪细胞沿伪时间过程的伪细胞分布。应用差异表达分析比较所有黑猩猩伪细胞和采样的人类伪细胞，以估计对细胞系数量的稳稳性(深灰色框)，并将采样的人类伪细胞与用相同程序采样的另外两个系的人类伪细胞进行比较，以估计假阳性率(浅灰色框)。在箱形图中，箱表示子采样IQR的100次，线表示1.5 × IQR，点表示异常值。gydF4y2BafgydF4y2Ba，稳健检测的人-黑猩猩差异表达基因(稳健DE基因)被定义为非核糖体基因，在使用任意数量的人类系(黑色)进行的基于亚采样的人-黑猩猩DE分析中，至少80%被检测为DE。树状图显示了健壮的DE基因的层次聚类，基于他们的人-黑猩猩假时间DE模式沿着皮质类器官假细胞的对齐假时间，产生了8个健壮的DE基因集群。gydF4y2BaggydF4y2Ba人类和黑猩猩(不包括猕猴细胞)沿皮质类器官假细胞假时间的8个基因簇的假时间差异表达模式，分别以深灰色和浅灰色显示50%和95%的置信区间。括号中显示了每个簇中的基因数量。gydF4y2BahgydF4y2Ba，黑猩猩与人类和猕猴比较中差异表达基因的数量，按黑猩猩中表达的增加或损失分组。特别是在黑猩猩中，表达的增加比在其他灵长类动物中保守的表达模式的损失更有可能。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba基于10x基因组学数据的人-黑猩猩假时间差异表达与基于Fluidigm c1的人类和黑猩猩大脑类器官scRNA-seq数据的比较。两行显示了基于本文生成的C1数据并结合参考文献数据的结果。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba，gydF4y2Ba15gydF4y2Ba，gydF4y2Ba16gydF4y2Ba．前两列显示了在报道的基于液滴的scRNA-seq数据和基于c1的测量中估计的人类-黑猩猩差异表达的方向性和量级，第一列显示了沿着整个皮层假时间的广义差异表达，第二列显示了沿着假时间的最大差异表达。红点表示一致性差异表达基因，在两个数据集中具有一致的差异表达方向。右边的面板显示了两个数据集中与一致差异表达基因相比最大的人-黑猩猩差异表达的伪时间间隔。点的大小代表频率。gydF4y2BajgydF4y2Ba使用人类和猕猴胎儿前额叶皮层scRNA-seq数据比较估计的人-猕猴特异性差异表达基因的差异表达方向性和大小gydF4y2Ba^{16gydF4y2Ba，gydF4y2Ba19gydF4y2Ba}．gydF4y2BakgydF4y2Ba基于GO注释的与大脑发育和神经发生相关的人类特异性表达模式基因的功能注释。只有在三个基于c1的scRNA-seq数据集中至少一个中检测到一致的人-黑猩猩或人-猕猴差异表达的人类特异性差异表达基因被显示出来。gydF4y2BalgydF4y2Ba，研究类器官中腹侧端脑细胞的异质性gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE嵌入与人类(3385)和黑猩猩腹侧(773)伪细胞的RSS配置文件组合作为输入。在标记基因表达的基础上对伪细胞簇进行注释。伪细胞也根据种类和基于MGE神经元发育伪时间的扩散图着色。gydF4y2Ba米gydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-由标记基因表达着色的sne图和来自Allen发育小鼠脑图谱的原位杂交图像(可从gydF4y2Bahttps://developingmouse.brain-map.org/gydF4y2Ba)表达gydF4y2BaDlx5gydF4y2Ba，gydF4y2BaIsl1gydF4y2Ba而且gydF4y2BaSox6gydF4y2Ba在胚胎期第13.5天(E13.5)发育的小鼠腹侧前脑。gydF4y2BangydF4y2Ba人-黑猩猩腹侧差异表达基因在背侧前脑发育轨迹上有很大程度的共享。gydF4y2BaogydF4y2Ba、人-黑猩猩DE的方向性和幅度以及DE基因在两条轨迹上的检出率。DE的方向和大小在背侧和MGE轨迹上是一致的，大多数共享DE基因在NPC上表现出最高的人-黑猩猩表达差异。在一条轨迹上特异性检测到的DE基因，在检测到人-黑猩猩差异表达的轨迹上具有较高的检出率趋势。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba基于Fluidigm c1的脑类器官scRNA-seq数据中高可变基因表达的sne投影。皮质细胞为红色，较大的点对应于具有配对表达和染色质可达性数据的细胞(数据来自同一细胞悬浮液)。有配对数据的细胞中有94.4%(232个细胞中219个)为皮层细胞，证实了脑类器官区的皮层起源。gydF4y2BabgydF4y2Ba，大脑类器官可达峰值显著且高度富集(Fisher精确测试)，相对于所有其他组织，前脑中活跃的重叠人类VISTA增强子(左)。三种具有代表性的人类VISTA增强子，在E11.5小鼠前脑中具有验证活性，重叠大脑类器官峰(在268个此类增强子中)(右)。gydF4y2BacgydF4y2Ba，在人脑类器官中表达或不表达的基因启动子处具有可达染色质的基因的百分比。gydF4y2BadgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE投影7-mers在每个细胞的类器官scATAC-seq峰中可达性的偏置校正偏差，细胞按细胞状态(NPC，神经元)着色(gydF4y2BadgydF4y2Ba， 221个细胞)，黑猩猩(gydF4y2BaegydF4y2Ba， 543个细胞)及猕猴(gydF4y2BafgydF4y2Ba， 118个细胞)。绑定母题偏差gydF4y2BaZgydF4y2Ba显示代表性转录因子的-评分，以及偏差gydF4y2BaZgydF4y2Ba在小鼠发育中的前脑兴奋性神经元中重叠DA snATAC-seq峰的评分gydF4y2Ba^51gydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba在人类类器官中，在npc特异性启动子峰值(左)和神经元特异性启动子峰值(右)处，每个细胞状态的聚集和单个单细胞染色质可达性数据的信号强度跟踪。作为比较，脑类器官体积ATAC-seq染色质可达性数据和人胎儿大脑体积DNase-seq显示。gydF4y2BahgydF4y2Ba，相对于所有人类类器官可及峰值，与人类NPC DA峰值(金色)或人类神经元DA峰值(浅红色)相关的代表性富集生物过程GO术语的富集。散点图中的每个点代表一个GO术语，并根据它们在npc(黄色)、神经元(红色)、两者(暗红色)或两者都(灰色)中的富集程度进行着色。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-由伪时间着色的sne图，以及显示绑定母题偏差的热图gydF4y2BaZgydF4y2Ba-人类(左)和黑猩猩(右)在伪时间排序的所有细胞(列)中所选转录因子(行)的分数。gydF4y2BajgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE投影7-mers在每个细胞(518个细胞)scATAC-seq峰值内可达性的偏置校正偏差，细胞按时间点着色，类器官数据按细胞状态着色。绑定母题偏差gydF4y2BaZgydF4y2Ba-代表性转录因子的得分显示在右侧。gydF4y2BakgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE图，细胞由其偏差着色gydF4y2BaZgydF4y2Ba小鼠发育中的前脑重叠差异可达的snATAC-seq峰的评分gydF4y2Ba^51gydF4y2Ba放射状胶质细胞(左)或兴奋性神经元(右)。gydF4y2BalgydF4y2Ba，使用每个时间点或单元状态的前250个差异可达峰值的扩散图投影。通过单元格拟合的原理曲线显示为一条黑线。gydF4y2Ba米gydF4y2Ba，每个时间点或单元格状态在伪时间上按行缩放的单元格比例。gydF4y2BangydF4y2Ba，表示偏差的热图gydF4y2BaZgydF4y2Ba-在伪时间内为每个细胞绘制的转录因子基序在时间过程中显著变化的评分。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，来自人类、黑猩猩和猕猴的聚集单细胞和大量染色质可及性数据的信号强度轨迹，在人类特异性的npc特异性DA峰值(左)和人类特异性的神经元特异性DA峰值(右)。gydF4y2BabgydF4y2Ba， 8个最重要的人-黑猩猩类器官DA峰值包含一个固定的SNC，仅在大脑类器官阶段可访问，重叠VISTA人类增强子与发育中的小鼠前脑的验证活动(在68个这样的案例中)。对于每个DA峰值，通过热图显示了人类和黑猩猩的伪时间可达性，热图描绘了峰值可达(黄色)或不可达(黑色)的细胞。右侧显示E11.5小鼠胚胎中重叠的VISTA增强子的活动模式。gydF4y2BacgydF4y2BaDE基因(深色)或作为背景的所有表达基因(浅色)与人类黑猩猩类器官DA峰重叠于启动子区(蓝色)或远端于启动子区(粉红色)的比例。该图显示，人类和黑猩猩类器官之间的DE基因更有可能具有附近的DA峰值而不是背景。gydF4y2BadgydF4y2Ba固定SNCs被预测显著改变人-黑猩猩类器官DA峰内的转录因子结合，改变的基序名称显示与DE基因相关的峰(红点)。在右侧，在人类-黑猩猩DA峰值内，人类motif获得(上)和人类motif丢失(下)的信号强度轨迹。gydF4y2BaegydF4y2Ba改变的转录因子基序按家族分组绘制其变化率，这是一个家族成员的基序在人-黑猩猩类器官DA峰中改变的次数除以在所有可接近的类器官峰中检测到的次数。gydF4y2BafgydF4y2Ba改变率最高的转录因子有20个，这是一个motif在人-黑猩猩类器官DA峰中被改变的次数除以在所有可接近的类器官峰中被检测到的次数。热图显示了它们在人类和黑猩猩的npc和神经元中的表达水平，左边的条形表示npc和神经元之间的平均表达水平。gydF4y2BaggydF4y2Ba黑猩猩和猕猴的一个可访问的峰的例子，重叠计算验证，非多态的人类保守缺失(hCONDEL)。gydF4y2BahgydF4y2Ba，gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，来自人类、黑猩猩和猕猴的两个基因的聚集单细胞或批量染色质可达性数据的信号强度跟踪，gydF4y2BaLYPD1gydF4y2Ba（gydF4y2BahgydF4y2Ba),gydF4y2BaRAC1gydF4y2Ba（gydF4y2Ba我gydF4y2Ba)，它们具有更高的表达，特别是在人类中，在人类中检测到具有可达性的基因组区域。基因表达在热图中显示(底部)。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba使用Seurat v.3集成了人类(50,035)、黑猩猩和倭黑猩猩(33,847)和猕猴(50,403)成年大脑的snRNA-seq数据。gydF4y2BabgydF4y2Ba，显示单核和假核(3420个人类，3831个黑猩猩和4623个猕猴假核)中检测到的基因数量的盒状图(盒状为IQR，须状为1.5 × IQR)。gydF4y2BacgydF4y2Ba，热图显示了20个已识别的簇对报告的每种细胞类型的平均预测分数gydF4y2Ba^66gydF4y2BaLake et al.(2016)，以及他们在人类不同皮层层的估计分布。集群按主要单元格类别分组。gydF4y2BadgydF4y2Ba人体细胞类型的层状组成和细胞类型的层状分布。左边，堆叠的条形图显示了不同层的估计细胞类型组成。右，箱形图(方框显示IQR，晶须显示1.5 × IQR)显示了四类细胞的每层估计比例:兴奋性神经元、抑制性神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。gydF4y2BaegydF4y2Ba，基于从人脑类器官iPSCs到神经元发育阶段标记物(共2000个基因)的平均phastCon评分的基因组保护(***gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 10gydF4y2Ba^{−10gydF4y2Ba}，双面Wilcoxon秩和检验，gydF4y2BangydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= 818个基因，gydF4y2BangydF4y2Ba_2gydF4y2Ba= 188个基因)。gydF4y2BafgydF4y2Ba， 3个物种中7个细胞类的平均转录组的层次聚类。gydF4y2BaggydF4y2Ba，层标记的表达(gydF4y2BaRASGRF2gydF4y2Ba，gydF4y2BaRORBgydF4y2Ba，gydF4y2BaETV1gydF4y2Ba而且gydF4y2BaTLE4gydF4y2Ba)在兴奋性神经元和抑制性神经元亚型标记物(gydF4y2BaPVALBgydF4y2Ba而且gydF4y2Ba风场gydF4y2Ba)在抑制性神经元中，沿着人类、黑猩猩和倭黑猩猩以及猕猴中预测的假核的层流起源。gydF4y2BahgydF4y2Ba，类器官中npc与神经元差异表达基因在成人组织中的检出率。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，比较人-黑猩猩在成人兴奋性神经元和类器官背侧神经元中检测到的健壮DE基因在类器官背侧前脑轨迹中。突出显示了三类DE基因:类器官中普遍存在的DE(上)，只存在于npc中的DE(中)和只存在于神经元中的DE(下)。gydF4y2BajgydF4y2Ba，类器官背侧神经元和成年兴奋性神经元的基因检出率比较，成人兴奋性神经元中的人-黑猩猩DE基因用黄色表示，类器官背侧神经元中的DE基因用绿色表示，共享DE基因用黑色表示。虚线曲线显示了使用所有基因的两个系统之间的拟合关系。曲线下方面积表示类器官神经元的检出率高于成人神经元，曲线上方面积表示成人神经元的检出率高于成人神经元。gydF4y2BakgydF4y2Ba人-黑猩猩DE(左)类器官背侧神经元与成人兴奋性神经元的比较，类器官腹侧MGE神经元与成人抑制性神经元的比较(右)。密度显示为灰色阴影，人-黑猩猩DE基因突出显示(黄色，DE仅在成年;绿色，DE仅在类器官中;黑色，DE在两个)。gydF4y2BalgydF4y2Ba，基于所有细胞类型、细胞类型子集和特定细胞类型的细胞类的人类和黑猩猩DE基因的数量。gydF4y2Ba米gydF4y2Ba，不同细胞类别的黑猩猩特异性DE基因数量。大多数黑猩猩特有的DE基因表达增加(深色)而不是表达减少(浅色)。gydF4y2Ba