在系统生物学的研究中，阿拉巴马大学伯明翰分校研究人员在中脑的一个叫做腹侧被盖区(VTA)的复杂区域中发现了16种不同的细胞群。
VTA在奖励导向行为中的多巴胺神经传递中起着重要作用。物质使用障碍涉及这些奖励回路的失调，导致反复寻求药物，尽管有不良后果。其中包括最近一年美国超过10万例药物过量死亡。VTA在其他几种神经精神疾病中也有作用。
因此，扩大对其功能的认识是解释包括可卡因、酒精、阿片类药物和尼古丁在内的药物使用障碍或精神障碍的机制的开始精神分裂症而且注意缺陷多动(ADHD)。
多巴胺是大脑作为化学信使在神经细胞之间传递信号的神经递质之一。虽然几十年的研究都集中在VTA中的多巴胺能神经传递，但也有大量证据表明，在VTA中作用的其他两种神经递质在奖励相关行为中的重要性:GABA和谷氨酸。还有“组合”的证据神经元它可以合成并释放多种神经递质。这些表明了VTA细胞和突触功能的另一层复杂性。
系统生物学是分类的科学，通常是指生物体的自然关系分类。UAB VTA研究对细胞群进行了分类，以扩展和深化先前对VTA中不同细胞类型的研究，为破译这些细胞之间的关系及其与大脑其他区域的广泛连接提供了一个起点。的研究，出版于细胞的报道，由共同第一作者Robert A. Phillips III和Jennifer J. Tuscher博士以及通讯作者Jeremy J. Day博士领导。
在对来自大鼠VTA的21600个细胞进行单核RNA测序后，通过基因表达的差异确定了16个不同的细胞群，创建了一个可搜索的VTA在线图谱。大鼠是奖励和物质使用研究的主要模型。这种无偏倚的方法——与之前选择一些细胞亚群进行RNA测序的研究相反——被用于创建最大、最全面的单细胞转录组分析，专门关注VTA的组成和分子结构。
虽然众所周知，VTA是由异质细胞类型组成的，但UAB图谱在几个关键方面扩展了这些研究。
Day说:“例如，以前的单细胞测序研究只在小鼠大脑中进行，主要依赖于荧光激活细胞分类分离的中脑多巴胺能群体的子集测序，而不是对所有VTA细胞类型进行采样。”“值得注意的是，我们的测序数据集只关注VTA亚区域，而不像其他研究只关注小鼠黑质和VTA的混合细胞，或者来自一般中脑区域的荧光标记细胞子集。”
这16种不同的细胞群包括经典的多巴胺能神经元，谷氨酸能神经元的三个亚群和gaba能神经元的三个亚群，以及其他9种细胞类型，包括星形胶质细胞和胶质细胞。
在亚聚类神经元细胞后，UAB的研究人员还确定了四个亚聚类，它们可能代表能够组合神经递质释放的神经元。他们还鉴定了经典定义的多巴胺神经元和组合神经元的选择性基因标记。选择性标记允许病毒靶向不同的VTA亚类进行功能研究。
研究人员还检查了阿片神经肽及其受体的亚簇，并在两个谷氨酸神经元群体中确定了与精神分裂症和“吸烟起始”相关的风险基因的泛神经元表达增加，以及多动症风险基因的富集。
