腦內(nèi)再殖小膠質(zhì)細胞的起源

近日，中國科學(xué)院深圳技術(shù)研究院彭勃團隊與香港大學(xué)醫(yī)生饒艷霞、上海精神衛(wèi)生中心教授袁逖飛合作，首次通過嚴謹?shù)亩喾N譜系追蹤（fate mapping 或 lineage tracing）技術(shù)推翻了前人關(guān)于再殖小膠質(zhì)細胞起源于 Nestin 陽性前體細胞分化的結(jié)論，并發(fā)現(xiàn)其再殖小膠質(zhì)細胞完全起源于殘存的小膠質(zhì)細胞增殖。相關(guān)研究成果以“Repopulated microglia are solely derived from the proliferation of residual microglia after acute depletion”為題，發(fā)表在《自然 - 神經(jīng)科學(xué)》上。

成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)（包括腦、視網(wǎng)膜和脊髓）的再生能力極其有限，曾在相當(dāng)長的時間內(nèi)認為中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損將無法修復(fù)。2014 年，美國加州大學(xué)歐文分校研究人員在小鼠腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)了細胞再生現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)通過特異性抑制集落刺激因子 1 受體（colony-stimulating factor 1 receptor，CSF1R）的方式可以幾乎完全殺死腦內(nèi)的小膠質(zhì)細胞（＞99%）；而當(dāng)停止抑制并經(jīng)過短暫恢復(fù)期后，腦內(nèi)出現(xiàn)新生的小膠質(zhì)細胞。這些再生的小膠質(zhì)細胞可迅速定殖至全腦，并在一周左右完全恢復(fù)至原有狀態(tài)（如密度、分布和形態(tài)）。這是人類首次在成年哺乳動物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的大規(guī)模細胞再生現(xiàn)象，該過程被稱為“小膠質(zhì)細胞再殖”。加州大學(xué)該團隊通過組織學(xué)免疫染色的方式推測，再殖小膠質(zhì)細胞可能是由腦內(nèi)的一類瞬時表達 Nestin 的細胞分化而來。這被認為是繼神經(jīng)干細胞和少突膠質(zhì)細胞前體細胞之外，在成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第三類干細胞。結(jié)論一經(jīng)發(fā)表受到廣泛關(guān)注，同時也帶來巨大爭議。

在研究中，彭勃團隊等通過巧妙設(shè)計的多種譜系追蹤技術(shù)，推翻了再殖小膠質(zhì)細胞起源于 Nestin 陽性前體細胞分化的結(jié)論，并發(fā)現(xiàn)其再殖小膠質(zhì)細胞完全起源于腦內(nèi)殘存不到 1% 的小膠質(zhì)細胞自我增殖。該現(xiàn)象是迄今為止在成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的*快的細胞增殖現(xiàn)象。此外，彭勃團隊還通過單細胞 RNA 測序技術(shù)闡述了其細胞再殖的可能機理，并通過全腦 RNA 測序，發(fā)現(xiàn)了再殖小膠質(zhì)細胞與原生小膠質(zhì)細胞在功能學(xué)上的高度相似性。該研究成功破解了腦內(nèi)小膠質(zhì)細胞再殖現(xiàn)象（microglial repopulation）的細胞起源之謎，結(jié)束了成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)是否存在小膠質(zhì)細胞前體細胞的重大爭議，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生研究和小膠質(zhì)細胞穩(wěn)態(tài)維持有著重大科學(xué)價值。