为了全面地样品细胞类型，我们使用了最近开发的管道进行高通量单核RNA测序（SNRNA-SEQ），该管道具有较高的转录本捕获效率和核恢复效率，并且在多样化的大脑区域的性能始终如一8.9。我们从源自55只小鼠的92个离散解剖位置中解剖和分离的单核（图1A，方法和补充表1）。在所有92次解剖中，在所有质量控制步骤（方法，扩展数据图1A和补充表2）之后，我们以4,884个独特的分子标识符（UMI）的中位转录捕获的中位转录捕获（扩展数据）（扩展数据图1B – E）恢复了总计4,388,420个核谱。我们采样了来自男性和女性捐助者的几乎相等数量的剖面，在小鼠之间具有最小的批处理作用，以便复制对每个群集有助于的个体解剖（图1F）。为了发现细胞类型，我们制定了一种简化的迭代聚类策略，其中将细胞在一小部分高度可变基因之间反复聚集在区别上，直到不再以至少三个离散标记来区分簇（方法）。我们的聚类算法在很大程度上概括了Motor Cortex6和Cerebellum9的已发表的结果（扩展数据图1G），并且可以扩展支持数百万个单元的计算分析（方法）。总共，在质量控制之后，包括Doublet删除和群集注释（方法），我们确定了4,998个离散簇，其中绝大多数（97％）是神经元（图1A，扩展数据图1H和补充表3），与先前的大脑细胞细胞细胞类型的大型尺度相一致。在整个大脑中，我们估计我们的采样深度达到了细胞类型发现的估计饱和度90％（方法和扩展数据图1i）。
为了确定这些细胞类型的空间分布，我们接下来在一个大约100μm的成年雌性小鼠脑的一个半球（方法）的一个半球的串行冠状切片上进行了幻灯片seq1,2，与常用的神经植物学基地组的分辨率匹配，匹配了分辨率。幻灯片序列检测到新鲜冻结组织截面中的转录组上10μm珠的基因表达，提供了近细胞分辨率的数据。总的来说，我们对101个阵列进行了测序，跨越了大脑的整个前轴。我们将测序生成的幻灯片图像与相邻组织学部分的图像保持一致，这些图像富含神经解剖学细节。为了将珠子分配给特定的神经解剖图集结构，我们将相邻的组织学切片与Allen Common Coordic框架5（CCF）（CCF）（方法和扩展数据）对齐。该CCF提供了层次的区域定义，使我们能够用“主要区域”标记每个幻灯片式珠子 - 大脑的12个大结构组件中的1个（图1A中列举），以及更精细的粒度区域定义，我们调用了“ DEEPCC”结构（在补充表4中列出）。为了确认我们对齐的准确性，我们绘制了CCF定义区域中三个高度区域特异性标记的表达，并量化了每个表达珠与预期CCF区域的距离（扩展数据图2B）。从该分析中，我们估计对齐误差在22-94μm的范围内（扩展数据图2C）。
为了将细胞类型定位于大脑结构，我们使用细胞类型混合物（RCTD）23的稳健分解来计算分解单个幻灯片珠珠，以snRNA-seq定义的群集特征的组合。为了处理这些区域的巨大细胞复杂性，我们在高度平行的计算环境中实现了RCTD 24，并开发了一个置信度评分，该评分更准确地区分高度相似的细胞类型定义（方法）的组。总共，我们将1,937个snRNA-SEQ定义的簇（方法）映射到幻灯片seq数据集中的170万珠。我们计算了一组42个等皮质兴奋性神经元类型的皮质层深度，并发现映射通过与以前的皮质ATLAS7的最佳匹配订购时具有预期的高度区域化径向深度7（图1B），这表明将细胞类型签名投射到空间坐标中。
大多数神经胶质种群分布在大型神经解剖学边界（脑脑，中脑和菱形脑）上，表明与神经元相对于神经胶质的区域基因表达差异很小（扩展的数据2d）。与最近关于人类中附加的少突胶质细胞前体的额外的少突胶质细胞前体的报道相反，发现了一个单一的少突胶质细胞前体簇25。具有区域分割的神经胶质簇包括星形胶质细胞，分为嗅觉特异性，脑遗传和非脑脑种群，以及小脑特异性人群（伯格曼神经胶质）。在我们的内皮细胞群体中，我们鉴定出优先定位于脉络丛的种群（扩展数据图2E）。其他区域局部的神经胶质种群包括嗅觉开发神经元，这些神经元通过其表达的已知标记同源基因ALX3和ALX4（参考文献26）和下丘脑tanycytes识别出来，它们唯一表达了RAX27。
为了促进这些大量神经元种群的解释和可视化，我们进行了分层聚类，绘制了树状图（方法）叶片跨叶片的细胞类型标识的已知标记。We assessed the consistency of expression of these known markers (mostly transcription factors) with the expected localizations of cell types across 12 main brain regions defined in the Allen Brain Atlas (Fig. 1c): isocortex, the olfactory areas, hippocampal formation, striatum, pallidum, hypothalamus, thalamus, midbrain, pons, medulla and cerebellum.在神经元簇中，我们确定了皮质，杏仁核，嗅觉和海马兴奋性投射神经元（TBR1，NeuroD6和SATB2）；脑脑中间神经元（SP8，SP9和HTR3A）；纹状体和相邻苍白质结构（PPP1R1B）的刺刺影神经元（SPN）；下丘脑神经元（NKX2-1，SIM1，LHX6和LHX8）；丘脑的主要神经元（tcf7l2，63和plekhg1）；脑干的神经元主要填充中脑和蓬丁结构（otx2，gata3，pax5，pax7和sox14）；表达主要在菱形脑中的Hox同源基因的神经元；表达TFAP2A和TFAP2B的小脑神经元。神经元还专门研究它们表达的特定神经递质。我们检测到GLUATMATERGIC（SLC17A6，SLC17A7和SLC17A8），γ-氨基丁酸（GABA） - 含量（SLC32A1），甘氨酸能（SLC6A5），SLC6A5），胆碱能（CHATC18A3A3），SLC18AERGIC（SLC18AAREGIC）（SLC18AARGIC）（SLC18AAREGIC（SLC18A）（SLC18A）（SLC18A3），γ-氨基丁酸（SLC32A1），SLC16AA，slc18aaergic（slc18aa），（SLC6A3）和甲肾上腺素能（SLC6A2和DBH）细胞类型分布在预期区域中。通过将标记表达模式与细胞类型的空间定位相结合，我们将树状图的神经元簇注释为较小的223个元浮肿（补充表5），其中许多对应于大脑各种结构中的已知细胞类型（补充表6）。一起， 这些结果表明，我们的系统采样涵盖了整个小鼠大脑神经元的预期分子多样性。
大多数神经元种群映射到特定和神经解剖学相关的结构（图1B，D – H），反映了神经元专业的强烈区域特异性。我们评估了DEEPCCF结构中神经元细胞类型的分布。大多数细胞类型都显示出高度完善的区域定位。60％的映射簇被自信地映射（方法）到三个或更少的DEEPCCF区域，这反映了神经解剖核分别由局部多样化的细胞类型组成的程度。
