2010-2025年，駱清銘院士和龔輝教授帶領MOST團隊發明的顯微光學切片斷層成像系列技術（MOST/fMOST）作為介觀尺度最精準的三維完整器官成像技術，已在神經機制、腦疾病、心腦血管疾病以及藥理毒理等科學前沿領域研究中發揮重要作用，截至今日已經在Cell、Nature、Science發表了8篇正刊，Nature Neuroscience、Neuron、PNAS、Science Advances、Nature Methods、Science Bulletin等國際著名期刊，并帶動了相關標記技術、大數據處理和解析技術的發展。以下為8篇正刊的回顧：

文章題目：Micro-Optical Sectioning Tomography to Obtain a High-Resolution Atlas of the Mouse Brain

發表時間：2010年12月3日

發表期刊：Science

研究團隊：華中科技大學駱清銘教授（現海南大學校長，中國科學院院士）團隊

2010年12月3日，華中科技大學駱清銘教授（現海南大學校長，中國科學院院士）團隊在Science上發表了題為“Micro-Optical Sectioning Tomography to Obtain a High-Resolution Atlas of the Mouse Brain”的研究性論文。本研究開發了顯微光學切片斷層成像技術（MOST），實現對厘米級全小鼠腦的微米級斷層掃描，獲取了高爾基染色全小鼠腦在神經突水平的三維結構數據集，清晰呈現神經元和神經突的形態及位置。結合新的標本制備技術，有助于獲得更完善的全腦連接圖譜，為神經系統功能研究及神經系統疾病的理解和治療提供重要支持。

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.1191776

 

文章題目：The mouse cortico–basal ganglia–thalamic network

發表時間：2021年10月6日

發表期刊：Nature

研究團隊：美國加州大學洛杉磯分校董紅衛/Nicholas N團隊

2021年10月6日，美國加州大學洛杉磯分校董紅衛/Nicholas N團隊在Nature上發表了題為“The mouse cortico–basal ganglia–thalamic network”的研究性論文。本研究利用fMOST技術揭示了小鼠皮質-基底神經節-丘腦網絡的結構與功能組織。研究識別出14個黑質網狀部（SNr）功能域和36個蒼白球外部（GPe）功能域及直接皮質-SNr投射，發現紋狀體-黑質直接通路比紋狀體-蒼白球間接通路的紋狀體輸入收斂性更強，且同一紋狀體域的直接和間接通路最終會匯聚到相同的SNr神經元，還確定了束旁核和腹內側丘腦核中的6個域，識別出6個平行的皮質-基底神經節-丘腦亞網絡，這些亞網絡形成閉合回路。這一發現為理解基底神經節相關功能及疾病提供了新的視角。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03993-3

 

文章題目：A multimodal cell census and atlas of the mammalian primary motor cortex

發表時間：2021年10月6日

發表期刊：Nature

研究團隊：BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) 團隊

2021年10月6日，BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) 團隊在 Nature 上發表了題為 “A multimodal cell census and atlas of the mammalian primary motor cortex”的研究性論文。本研究生成了哺乳動物初級運動皮層的多模態細胞普查和圖譜（fMOST），通過對單細胞轉錄組、染色質可及性等多方面的大規模協調分析及整合，揭示了皮質細胞類型的統一分子遺傳景觀，建立了跨物種保守的轉錄組類型分類法，提供了運動皮層的空間分辨細胞類型等。這一發現為理解大腦細胞類型組織、功能及相關疾病奠定了基礎，也為相關研究提供了豐富的數據資源和工具。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03950-0

 

文章題目：Cellular anatomy of the mouse primary motor cortex

發表時間：2021年10月6日

發表期刊：Nature

研究團隊：美國加州大學洛杉磯分校董紅衛等多位研究者（來自冷泉港實驗室、加州大學洛杉磯分校等機構）

2021年10月6日，美國加州大學洛杉磯分校董紅衛等多位研究者（來自冷泉港實驗室、加州大學洛杉磯分校等機構）在Nature上發表了題為“Cellular anatomy of the mouse primary motor cortex”的研究性論文。本研究作為BICCN合作項目的一部分，對小鼠初級運動皮層上肢區域（MOp-ul）進行了全面的細胞類型解剖學分析。研究通過基因標記、病毒標記、BARseq測序、單細胞重建、全腦成像（fMOST）等技術，明確了MOp-ul的3D邊界及11個亞層結構，定義了約24種投射神經元類型（包括IT、ET、CT三類），并構建了其輸入-輸出連接圖譜。這一發現為理解哺乳動物大腦結構提供了細胞分辨率的框架，也為運動控制環路的多尺度分析奠定了基礎，同時為哺乳動物全腦結構研究提供了參考藍圖。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03970-w

 

文章題目：Morphological diversity of single neurons in molecularly defined cell types
發表時間：2021年10月6日

發表期刊：Nature

研究團隊：艾倫腦科學研究所曾紅葵/東南大學彭漢川團隊等多位研究者

2021年10月6日，艾倫腦科學研究所曾紅葵/東南大學彭漢川團隊等多位研究者在Nature上發表了題為“Morphological diversity of single neurons in molecularly defined cell types”的研究性論文。本研究通過建立包含稀疏標記、全腦成像（fMOST）、重建、配準和分析的完整流程，對小鼠大腦皮層、屏狀核、丘腦、紋狀體等區域的1741個神經元進行了系統分析。研究識別出11種主要投射神經元類型，它們具有不同的形態特征和相應的轉錄組身份，且每種主要類型內存在廣泛的投射多樣性，這種多樣性遵循分子對應性、投射的發散或收斂等通用原則。同時發現，盡管主要投射類型與轉錄組譜有明顯一致性，但單細胞多樣性與轉錄組亞型不直接相關。這一發現強調了在細胞類型分類中定量描述完整單細胞解剖結構的重要性，為理解神經元多樣性及其在神經回路中的功能貢獻提供了關鍵見解。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03941-1

 

文章題目：Whole-brain spatial organization of hippocampal single-neuron projectomes

發表時間：2024年2月2日

發表期刊：Science

研究團隊：中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）領銜，與華中科技大學蘇州腦空間信息研究院、海南大學、中國科學院昆明動物研究所、臨港實驗室、上海腦科學與類腦研究中心等多家單位的科研團隊

2024年2月2日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）領銜，與華中科技大學蘇州腦空間信息研究院、海南大學、中國科學院昆明動物研究所、臨港實驗室、上海腦科學與類腦研究中心等多家單位的科研團隊在Science上發表了題為“Whole-brain spatial organization of hippocampal single-neuron projectomes”的研究性論文。本研究揭示了海馬體單根神經元投射組的全腦空間組織規律。研究通過稀疏標記法結合fMOST技術，重建了小鼠海馬體10,100個單神經元的投射組，創建了開放數據庫并將其分為341種投射模式及43種亞型，發現了未知軸突投射模式、靶標依賴的細胞分布、雙半球投射規律等組織特征。這一發現為理解海馬體神經元的多樣協調功能提供了結構基礎，也為結合基因表達數據定義神經元亞型奠定了基礎。

原文鏈接：https://doi.org/10.1126/science.adj9198

 

文章題目：A mouse brain stereotaxic topographic atlas with isotropic 1-μm resolution

發表時間：2025年7月2日

發表期刊：Nature

研究團隊：海南大學和華中科技大學的駱清銘院士/龔輝教授及美國加州大學洛杉磯分校董紅衛教授團隊

2025年7月2日，海南大學和華中科技大學的駱清銘院士/龔輝教授及美國加州大學洛杉磯分校董紅衛教授團隊在Nature上發表了題為“A mouse brain stereotaxic topographic atlas with isotropic 1-μm resolution”的研究性論文。本研究利用fMOST技術構建了具有各向同性1微米分辨率的小鼠腦立體定位拓撲圖譜（STAM）。該圖譜基于Nissl染色的細胞結構數據集，通過連續顯微光學切片斷層掃描技術獲得，包含916個腦結構的三維拓撲結構，支持任意角度1微米分辨率切片圖像生成，并開發了信息學平臺提供腦切片配準、神經回路映射、智能立體定位手術規劃等服務，且可與常用立體定位圖譜聯用。這一成果為大規模腦圖譜項目提供了多功能工具，為單細胞水平的全腦研究奠定了基礎。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09211-8

 

 

文章題目：Single-neuron projectomes of macaque prefrontal cortex reveal refined axon targeting and arborization

發表時間：2025年7月10日

發表期刊：Cell

研究團隊：中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）聯合華中科技大學蘇州腦空間信息研究院等團隊

2025年7月10日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）聯合華中科技大學蘇州腦空間信息研究院等團隊在Cell上發表了題為“Single-neuron projectomes of macaque prefrontal cortex reveal refined axon targeting and arborization”的研究性論文。本研究利用fMOST技術對獼猴前額葉皮層（PFC）的2231個單神經元投射組進行了重建，識別出32種基于投射組的神經元亞型并注釋了其假定功能，揭示了PFC內部的亞域連接網絡和廣泛的局部軸突。研究發現獼猴PFC神經元比小鼠神經元具有更精確的靶向性和軸突分支，且通過跨物種比較明確了兩者在投射模式等方面的異同。這一發現為理解靈長類腦功能的神經環路機制提供了重要依據，也為相關認知功能研究和疾病治療提供了參考。