Forskare vid Keck School of Medicine vid University of Southern California har identifierat en fyrskiktad organisation av neuron typer i musens hippocampi CA1-region, en nyckelknutpunkt för minne, navigering och känsla. Studien, publicerad i Nature Communications i december 2025, använder avancerad RNA-bildtagning för att kartlägga genetisk aktivitet i tiotusentals neuroner och avslöjar skiftande band av specialiserade celler som kan hjälpa till att förklara beteendemässiga skillnader och sjukdomskänslighet.
Hippocampus, avgörande för minnesbildning, rumslig navigering och aspekter av känslomässig bearbetning, har länge varit känd för att variera funktionellt över sina subregioner. En ny studie från Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute (Stevens INI) vid USC:s Keck School of Medicine rapporterar en tidigare osedd skiktad struktur inom CA1-subregionen i musens hippocampus.
Publicerad online i Nature Communications den 3 december 2025 beskriver forskningen fyra kontinuerliga band av CA1-pyramidala neuroner, var och en utmärkt av ett specifikt mönster av genuttryck. Arbetet bygger på teamets tidigare Hippocampus Gene Expression Atlas, som hade antytt att CA1 kan hysa dolda underlager av celtyper.
Med en RNA-märknings teknik kallad RNAscope kombinerad med högupplöst fluorescensmikroskopi märkten forskarna fyra markörgener och undersökte mus-CA1-vävnad med enkelmolekylär upplösning. Enligt studien kvantifierade de cirka 332 938 RNA-transkript inom 58 065 pyramidala lagerceller, och skapade en detaljerad cellulär atlas som skisserar gränser mellan distinkta neuron typer längs hela CA1-axeln.
Deras analys visade att CA1-neuroner är arrangerade i fyra tunna, kontinuerliga skikt som sträcker sig längs hippocampus rostrokaudala längd. Dessa skikt bildar laminära lager som skiljer sig i tjocklek och position beroende på CA1-subregionen, snarare än att bilda en enhetlig blandning av celtyper.
”Vår studie visar att CA1-neuroner är organiserade i fyra tunna, kontinuerliga band, var och en representerande en annan neuron typ definierad av en unik molekylär signatur. Dessa lager är inte fasta på plats; istället skiftar de subtilt och ändrar tjocklek längs hippocampus längd,” sade huvudförfattaren Michael S. Bienkowski, PhD, biträdande professor i fysiologi och neurovetenskap samt biomedicinsk ingenjörsvetenskap vid Keck School of Medicine vid USC.
Medförfattaren Maricarmen Pachicano, doktorand vid Stevens INI:s Center for Integrative Connectomics, framhöll datans visuella tydlighet: ”När vi visualiserade gen-RNA-mönster med enkelcellsupplösning kunde vi se tydliga ränder, som geologiska lager i berg, var och en representerande en distinkt neuron typ.”
Författarna rapporterar att denna skiktade organisation erbjuder ett nytt ramverk för att förstå varför olika delar av CA1 stödjer olika beteenden, inklusive minne, navigering och känsla, och varför vissa neuron typer verkar mer sårbara i störningar som Alzheimers sjukdom och epilepsi, där hippocampus ofta påverkas tidigt. Tidigare arbete har visat att hippocampus är bland de första regionerna som drabbas i Alzheimers sjukdom och är också implicerat i epilepsi och andra neurologiska tillstånd.
Teamet integrerade sina resultat i en uppdaterad CA1-celltyp-atlas med data från Hippocampus Gene Expression Atlas. Enligt material från Keck School of Medicine vid USC är denna resurs offentligt tillgänglig och inkluderar interaktiva 3D-visualiseringar som kan utforskas via Schol‑AR-applikationen för förstärkt verklighet utvecklad vid Stevens INI.
Jämförelser med befintliga anatomiska och genuttryckdata tyder på att liknande laminära arrangemang kan förekomma i primat- och människohippocampus, inklusive jämförbar variation i CA1-tjocklek, även om författarna noterar att ytterligare arbete behövs för att definiera hur nära människomönster matchar de observerade hos möss.
Studien, som citerar stöd från amerikanska federala forskningsfinansieringsorgan inklusive National Institutes of Health och National Science Foundation, leddes av Bienkowski och Pachicano, med ytterligare författare inklusive Shrey Mehta, Angela Hurtado, Tyler Ard, Jim Stanis och Bayla Breningstall.
