星型胶质细胞是哺乳动物脑中最丰富的胶质细胞,通常被认为是同质的,非兴奋的,主要起营养和支撑作用的细胞。但近年来越来越多的研究表明星型胶质细胞具有高度的功能异质性。但目前对星型胶质细胞功能多样性的基础是什么,由哪些亚型组成,以及不同亚型是否具有特定的功能等缺乏直接的证据。进一步的功能研究急需先确定星型胶质细胞的亚型组成、亚型特异标志物及亚型功能的分子基础。我们通过量化细胞形态特征和检测单细胞基因表达谱的方式初步解析了星型胶质细胞的异质性。首先,我们采用CRISPR/Cas9系统构建了星型胶质细胞特异性表达可诱导Cre重组酶的转基因鼠Aldh111-CreERT2,并与以往其他同类转基因鼠比较了 Cre表达的特异性和效率,结果显示其具有最高的特异性。为后续研究星型胶质细胞亚型特异性基因的功能提供了强有力的CreERT2转基因鼠。接着我们利用荧光稀疏标志和激光共聚焦3D成像技术对小鼠全脑星型胶质细胞的形态特征进行系统的定量分析,进而根据细胞形态将星形胶质细胞分为八大类22种形态,还发现5种尚未见报道的胶质细胞亚型,即密集的僵核（Hb）星型胶质细胞,内囊（ic）中垂直于冠状突的纤维胶质细胞,延髓中束状胶质细胞,脊髓短纤维胶质细胞和脊髓长纤维胶质细胞。然后,利用多种星型胶质细胞特异性表达荧光的转基因鼠和免疫荧光技术,探讨了差异表达星型胶质细胞标志分子的细胞类型的分布特征。发现Aldh111+和Glast+细胞均在皮层第四和第五层分布密集,而其他层分布相对稀疏。在丘脑,Aldh111+细胞密集分布,而Glast+细胞则分布零散且大部分不与S100β+共标。在中央杏仁核外侧囊状部CeC区,Cx30+细胞呈典型的稀疏簇状分布。最后,我们在幼年期,青春期和成年小鼠的皮层和海马区,采用单细胞转录组测序和生物信息学分析技术鉴定出19个星型胶质细胞亚型,并构建了星型胶质细胞的发育轨迹。我们发现不同发育时期的皮层和海马分别有特异的细胞亚型,同时各亚型富集不同的功能基因集。如成年海马所独特的亚型6高表达Tsc22d3基因,富集参与氧化磷酸化和线粒体呼吸链组装的基因,可能主要负责能量代谢。并经免疫荧光确定了 Tsc22d3+细胞在海马的特异分布及随发育成熟而不断增加的特性。而在青春期和成年期的皮层和海马区细胞占比显著变化的亚型8高表达Gria1,Agt和Sparc基因,富集有完整的信号感受和传出相关分子,提示与其环境相互作用的紧密。用免疫荧光确定了 Sparc+细胞在成年海马的CA1和Mol区集中分布,而皮层零散分布。通过流式细胞分选出Gria1+细胞,在转录水平验证了亚型8的高表达差异基因。并在离体脑片上检测到了星型胶质细胞AMPA受体介导的钙信号。综上所述,我们的研究结果为确立的星型胶质细胞细胞亚型提供了丰富的实验数据。这将有助于加深对不同星型胶质细胞亚型的功能及其机理的理解。