深圳先进院等在脑内再殖小胶质细胞起源研究中获进展

近日，中国科学院深圳先进技术研究院彭勃团队与香港大学医生饶艳霞、上海精神卫生中心教授袁逖飞合作，首次通过严谨的多种谱系追踪（fate mapping或lineage tracing）技术推翻了前人关于再殖小胶质细胞起源于Nestin阳性前体细胞分化的结论，并发现其再殖小胶质细胞完全起源于残存的小胶质细胞增殖。相关研究成果以“Repopulated microglia are solely derived from the proliferation of residual microglia after acute depletion”为题，发表在《自然-神经科学》上。

成年哺乳动物中枢神经系统（包括脑、视网膜和脊髓）的再生能力极其有限，曾在相当长的时间内认为中枢神经系统受损将无法修复。2014年，美国加州大学欧文分校研究人员在小鼠脑内发现了细胞再生现象，发现通过特异性抑制集落刺激因子1受体（colony-stimulating factor 1 receptor，CSF1R）的方式可以几乎完全杀死脑内的小胶质细胞（＞99%）；而当停止抑制并经过短暂恢复期后，脑内出现新生的小胶质细胞。这些再生的小胶质细胞可迅速定殖至全脑，并在一周左右完全恢复至原有状态（如密度、分布和形态）。这是人类首次在成年哺乳动物的中枢神经系统内发现的大规模细胞再生现象，该过程被称为“小胶质细胞再殖”。加州大学该团队通过组织学免疫染色的方式推测，再殖小胶质细胞可能是由脑内的一类瞬时表达Nestin的细胞分化而来。这被认为是继神经干细胞和少突胶质细胞前体细胞之外，在成年哺乳动物中枢神经系统内发现的第三类干细胞。结论一经发表受到广泛关注，同时也带来巨大争议。

在研究中，彭勃团队等通过巧妙设计的多种谱系追踪技术，推翻了再殖小胶质细胞起源于Nestin阳性前体细胞分化的结论，并发现其再殖小胶质细胞完全起源于脑内残存不到1%的小胶质细胞自我增殖。该现象是迄今为止在成年哺乳动物中枢神经系统内发现的最快的细胞增殖现象。此外，彭勃团队还通过单细胞RNA测序技术阐述了其细胞再殖的可能机理，并通过全脑RNA测序，发现了再殖小胶质细胞与原生小胶质细胞在功能学上的高度相似性。该研究成功破解了脑内小胶质细胞再殖现象（microglial repopulation）的细胞起源之谜，结束了成年哺乳动物中枢神经系统内是否存在小胶质细胞前体细胞的重大争议，对中枢神经系统再生研究和小胶质细胞稳态维持有着重大科学价值。

彭勃团队博士后黄玉斌、徐臻为论文共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳市知识创新计划、广东省创新团队和深圳市“孔雀团队”等的资助。

脑内再殖小胶质细胞的起源