腦內再殖小膠質細胞的起源

近日，中國科學院深圳技術研究院彭勃團隊與香港大學醫生饒艷霞、上海精神衛生中心教授袁逖飛合作，首次通過嚴謹的多種譜系追蹤（fate mapping 或 lineage tracing）技術推翻了前人關于再殖小膠質細胞起源于 Nestin 陽性前體細胞分化的結論，并發現其再殖小膠質細胞完全起源于殘存的小膠質細胞增殖。相關研究成果以“Repopulated microglia are solely derived from the proliferation of residual microglia after acute depletion”為題，發表在《自然 - 神經科學》上。

成年哺乳動物中樞神經系統（包括腦、視網膜和脊髓）的再生能力極其有限，曾在相當長的時間內認為中樞神經系統受損將無法修復。2014 年，美國加州大學歐文分校研究人員在小鼠腦內發現了細胞再生現象，發現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的小膠質細胞（＞99%）；而當停止抑制并經過短暫恢復期后，腦內出現新生的小膠質細胞。這些再生的小膠質細胞可迅速定殖至全腦，并在一周左右完全恢復至原有狀態（如密度、分布和形態）。這是人類首次在成年哺乳動物的中樞神經系統內發現的大規模細胞再生現象，該過程被稱為“小膠質細胞再殖”。加州大學該團隊通過組織學免疫染色的方式推測，再殖小膠質細胞可能是由腦內的一類瞬時表達 Nestin 的細胞分化而來。這被認為是繼神經干細胞和少突膠質細胞前體細胞之外，在成年哺乳動物中樞神經系統內發現的第三類干細胞。結論一經發表受到廣泛關注，同時也帶來巨大爭議。

在研究中，彭勃團隊等通過巧妙設計的多種譜系追蹤技術，推翻了再殖小膠質細胞起源于 Nestin 陽性前體細胞分化的結論，并發現其再殖小膠質細胞完全起源于腦內殘存不到 1% 的小膠質細胞自我增殖。該現象是迄今為止在成年哺乳動物中樞神經系統內發現的*快的細胞增殖現象。此外，彭勃團隊還通過單細胞 RNA 測序技術闡述了其細胞再殖的可能機理，并通過全腦 RNA 測序，發現了再殖小膠質細胞與原生小膠質細胞在功能學上的高度相似性。該研究成功破解了腦內小膠質細胞再殖現象（microglial repopulation）的細胞起源之謎，結束了成年哺乳動物中樞神經系統內是否存在小膠質細胞前體細胞的重大爭議，對中樞神經系統再生研究和小膠質細胞穩態維持有著重大科學價值。