这项新研究可能是有史以来对大脑小胶质细胞进行的最全面的调查

众所周知，小胶质细胞对大脑功能非常重要。人们发现，免疫细胞可以保护大脑免受损伤和感染，并且在大脑的发育中至关重要，有助于电路正确连接。它们似乎也在疾病中发挥作用，例如，它们出现在阿尔茨海默病患者的大脑斑块周围。

原来小胶质细胞不是铁板一块。他们有不同的口味。与大脑中的神经元不同，它们总是在变化。波士顿儿童医院史蒂文斯实验室的神经科学家蒂姆哈蒙德博士在一项雄心勃勃的研究中展示了这一点，这可能是有史以来对小胶质细胞进行的最全面的调查。上周发表在《免疫》上的研究成果开启了大脑探索的新篇章。“到目前为止，我们没有一个好的方法来对小胶质细胞进行分类，”哈蒙德说。“我们只能说它们看起来多分枝，在显微镜下看起来有多密集。我们想知道小胶质细胞在做什么，在‘思考’。”

随着时间的推移窃听小胶质细胞

从老鼠开始，Hammond和他的同事使用由McCarroll实验室开发的称为Drop-seq的技术对超过76，000个个体小胶质细胞的RNA进行测序，以查看哪些基因被打开或关闭。样品取自全脑和整个动物(出生前)的寿命以及急性脑损伤后的细胞。遗传“特征”允许哈蒙德将小胶质细胞分为至少9个不同的组，包括一些过去从未检测到的类型。一些类型几乎完全出现在胚胎或新生阶段，而另一些类型仅在受伤后出现。“这个信号也表明了这些细胞在做什么，”他指出。“例如，如果我们在一种疾病中看到小胶质细胞，我们就可以开始分析：它们是导致这种疾病的原因，还是试图修复大脑？我们认为这将有助于揭示之前未知的小胶质细胞的新的有趣的作用。”

映射小胶质细胞

哈蒙德又向前迈了一步。他将分类叠加在大脑地图上，以了解不同种类的小胶质细胞在空间中的分布。这产生了一些有趣的模式。例如，一群小胶质细胞(上图中的第4群)倾向于聚集在正在发育的大脑白质附近。这表明它们可能与髓鞘形成有关，在髓鞘形成中，神经纤维被赋予绝缘层，以帮助它们将信号传输更长的距离。“我们在任何其他时间点或大脑区域都看不到那些小胶质细胞，”哈蒙德说。“我们认为它们对于白质如何发育以及轴突如何连接大脑的不同部分非常重要。”

在疾病和健康方面

另一个微小但重要的小胶质细胞群(示意图中的第8组)在发病期间暴露。研究小组首先发现了一个模拟多发性硬化症的小鼠模型，包括髓鞘的丧失，以及后来来自实际MS患者的脑组织。“与正常的小胶质细胞相比，这些小胶质细胞非常具有炎症性，”哈蒙德说。“它可能是一个我们通常不会看到的病理亚群，但因为我们对许多小胶质细胞进行了测序，所以我们能够检测到这个小群体。”一般来说，小胶质细胞在大脑发育早期、大脑老化和疾病中最为多样。研究人员认为，这些不同的群体可能会揭示细胞在做什么，以及它们如何对局部线索做出反应。

指导治疗？

所有这些信息应该有助于科学家找出小胶质细胞中的“好”和“善”，特别是在所谓的激活小胶质细胞和脑损伤后出现的自闭症、阿尔茨海默病等疾病中。这可能有助于指导药物的开发，以促进有益的小胶质细胞亚群和防止有害的小胶质细胞亚群。“蒂姆的工作对开发新的小胶质细胞生物标志物和工具具有重要意义，这些生物标志物和工具可用于跟踪，识别和操纵健康和疾病中的特定亚群，”本文首席研究员贝丝史蒂文斯博士(Beth Stevens)与麦卡罗和波士顿儿童FM Kirby神经生物学中心合作。

史蒂文斯也是霍华德休斯医学研究所的研究员。这项研究得到了西蒙斯基金会/SFARI(赠款#346197)、Rettsyndrome.org(#3214)、Silvio O. Conte中心(NIH#P50MH112491)、哈佛大学麻省理工学院斯坦利精神病学研究中心和麻省理工学院的支持。海伦海惠特尼奖学金和伦德贝克基金会。关于作者和附属机构的完整列表，请参考这篇文章。

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