神经元表达的基因多于其它类型的细胞，导致了神经元具有很高的异质性。外周感觉神经元是假单极神经元，负责将外周感觉信号传递到脊髓。以往的研究将初级感觉神经元分为：表达神经肽P物质或降钙素基因相关肽的肽类小细胞、结合植物凝集素B4的非肽类小细胞、表达酪氨酸羟化酶的小细胞和表达神经丝200的大细胞。在啮齿类动物，小细胞通过无髓鞘的C纤维或薄髓的Aδ纤维将外周感觉信号传递到脊髓背角I-II层，而大细胞则通过厚髓的Aβ纤维将外周感觉信号传递到脊髓背角III-V层。通过功能特性还可将初级感觉神经元分为机械感受器、伤害性感受器、热感受器和痒感受器。依据反应类型可将伤害性感受器称为机械热、机械敏感的或机械不敏感的伤害性感受器等等。
为了更好地了解初级感觉神经元的细胞类型、分子特性和生理特性，张旭研究组的李昌林博士等利用高覆盖的单细胞测序技术，检测了成年小鼠腰段背根神经节中的初级感觉神经元的基因表达。通过检测差异基因表达和生物信息学分析，获取了初级感觉神经元的细胞类型和代表性基因。通过在体全细胞膜片钳的方法，记录了初级感觉神经元对外周热、冷、压力等5种刺激的反应，结合单细胞PCR的方法，进一步分析了被记录细胞的代表性基因，并将之归类。最终发现，初级感觉神经元小细胞可分为1类低阈值机械感受器和5类机械热伤害性感受器，其中5类机械热伤害性感受器分别各有2个亚类。初级感觉神经元大细胞可以分成4类，包括表达神经外营养蛋白1（Neurexophilin-1, Nxph1）的机械热伤害性感受器和表达脑组织特异性血管生成抑制剂1相关蛋白2样蛋白1（BAI1-associated protein 2-like 1, Baiap2l1）的机械伤害性感受器，其中表达运输蛋白囊泡复合体3样蛋白(Trafficking protein particle complex 3-like, Trappc3l)或者表达Baiap2l1的大神经元也分别有2个亚类。
这项题为“通过高覆盖的单细胞测序和功能研究鉴定躯体感觉神经元类型”的工作，是在张旭研究员指导下由李昌林博士等完成的。该工作获中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金重点项目和青年科学基金项目支持。（神经所）
图A. 热图显示了197个神经元依据细胞大小排列的层次聚类的矩阵。10个族群通过黑线方框标注，族群的细胞大小显示在左侧。
图B. 背根神经节初级感觉神经元分类示意图。依据单细胞测序和原位杂交数据建议其类别和比例，依据电生理实验并结合已发表文献进行功能注释。
