主要内容 人类皮层的扩展是一个极其复杂的过程，使我们与其他哺乳动物区分开来 6 , 7 。放射胶质细胞(RG)是发育中大脑的干细胞，是皮层扩展的驱动力，它们形成从脑室表面延伸到最外层蛛网膜的支架，从而支持神经元迁移 8 。然而，在妊娠中期，这个支架变得不连续，因为外部RG(oRG)从脑室表面脱离，而脑室RG(vRG)则留在原处，并迁移到外部亚脑室区。除了位置不同，vRG和oRG在其后代的命运5和细胞信号通路7 , 9方面也有所不同。然而，进一步的表观基因组分析可以提供更多关于RG谱系和人类特定发展的机制的见解，因为我们目前的许多知识都是通过转录分析驱动的。尽管发育中大脑的单细胞分析突出了细胞类型特异性表观基因组和转录组的动态变化10，但三维(3D)表观基因组与单细胞方法的缺乏整合给识别表观遗传调控机制带来了实质性挑战，例如通过染色质环以所需的分辨率分析基因调控程序11 , 12。此外，通过单细胞高通量染色质构象捕获(Hi-C)检测到的远程互作区域相较于其他方式，往往在功能验证增强子方面的富集较少13，这表明这些环更可能代表结构互作，而不是启动子-增强子环。全基因组关联研究(GWAS)已经鉴定出与精神障碍相关的数千个位点，这些位点位于非编码区域，包括顺式调控元件(CRE)14 , 15。由于不同细胞类型的CRE异质性9，以及将变异与其靶基因联系起来的难度，因为调节效应可以跨越较长的基因组距离，并不一定影响最近的基因16 , 17，因此识别因果变异仍然是一个挑战。之前，我们对参与神经发生的细胞群体进行了表征，包括RG、中间祖细胞(IPC)、兴奋性神经元(eN)和抑制性神经元(iN)，强调了细胞类型特异性表观基因组注释如何驱动基因表达并优先考虑与疾病相关的变异3。然而，RG亚型和额外关键胶质群体缺失。在本研究中，我们使用基因表达、染色质开放性、DNA甲基化和高分辨率的3D染色质互作进行全面分析，以识别四个主要胶质群体中的候选CRE(cCRE)及其调控靶点。我们强调含有特定于vRG和oRG的表观基因组信号的位点，聚焦于可能有助于谱系特异性的转录因子(TF)，并在oRG特异性cCRE中检测到人类加速区(HAR)的富集。此外，我们训练机器学习模型，以在计算机中优先处理与疾病相关的变异和HAR，并对我们的预测进行进一步验证。这些结果为人类皮层发展、疾病和进化背后的基因调控提供了新的见解。特征化细胞类型特异性的cCRE 为了分离不同的胶质细胞类型，我们利用细胞类型特异性标记和荧光激活细胞分选(FACS)，使用第二个妊娠期的人类皮层。我们从6名捐赠者中获得了vRG和oRG，妊娠周数为15至18周，并从9名捐赠者中获得了小胶质细胞(MG)和少突胶质祖细胞(OPC)，妊娠周数为22至24周，正是胶质发生开始的时间18。我们有意选择不同妊娠年龄组的捐赠者，这是因为这些细胞类型在不同的发育阶段达到峰值丰度。具体来说，EOMES − 、HOPX + 和SOX2 +细胞进一步通过高HOPX表达分离为oRG，而低HOPX表达分离为vRG 4 (图1a)。MG和OPC被分别分离为PU.1 +和OLIG2 +群体(图1b)。总的来说，我们为每种细胞类型的每个检测获得了两到四个重复(图1c和扩展数据图1a,b)。我们首先通过RNA测序(RNA-seq)确认了我们分选策略的可靠性(图1d和扩展数据图1c,d)。与来自第二妊娠期原发皮质和内侧神经节样本的单细胞RNA测序(scRNA-seq)进一步相关，证实了成功的细胞分选策略，并突出了GW16和GW18之间vRG和oRG的时间差异，这与不连续的支架一致(扩展数据图1h)。图1: 收集细胞类型并注释发育皮层内的cCRE。a，vRG和oRG的分选策略示意图。b，OPC和MG的分选策略示意图。c，展示每种细胞类型在每种检测中重复次数的表。d，热图