小胶质细胞(microglia)主要遍布大脑和脊髓的一种神经胶质细胞,是中枢神经系统内的主要免疫细胞,具有监测和清除有害物质的功能。并且其还可以分泌一些细胞因子,维持神经细胞的正常功能,稳定内部环境。小胶质细胞这些细胞作为大脑中的巨噬细胞,在中枢神经系统(CNS)中作为免疫防御的第一线发挥着重要作用。活化的小胶质细胞可以充当抗原呈递者并分泌细胞因子来触发后续的免疫反应。通过高度敏感的吞噬过程延伸到多个位置,它们可以连续检测并吞噬受损的细胞、传染原、碎片和噬菌斑。由于它们具有监测和清除中枢神经系统的多方面能力,因此这些细胞对于损伤修复反应至关重要,并与神经退行性疾病有关。小胶质细胞在大脑发育过程中也是必需的,因为它们对于树突状修剪至关重要,而在成熟的大脑中,它们有助于维持体内平衡环境。
小胶质细胞(microglia)作为巨噬细胞家族中的特殊成员,广泛参与中枢免疫监视与炎症反应、神经发育及其退行性疾病等生理病理过程。自1919年被发现至今的一百多年里,小胶质细胞一直被认为是只存在于中枢神经系统(CNS)的巨噬细胞亚群。中国科学院李汉杰团队发表于2023年《Cell》期刊上的文章打破了该传统认知:发现人体胚胎的多个外周组织(如皮肤、心脏和睾丸)中存在大量“小胶质细胞”。考虑到小胶质细胞对中枢神经系统神经发育的重要意义,该团队进而大胆猜想,人体外周神经系统(PNS)中或许也存在小胶质细胞。2025年4月7日,《Cell》期刊在线发表了李汉杰团队题为“Peripheral nervous system microglia-like cells regulate neuronal soma size throughout evolution”的论文,证实了上述猜想。该团队发现一群驻留在外周神经系统的巨噬细胞新类群,该类群与中枢神经系统小胶质细胞(CNS microglia)具有相同的转录组、表观组,蛋白表达,发育起源以及功能。因此,他们将这一新发现的细胞类群,称为外周神经系统小胶质细胞(PNS microglia)。
研究人员随后对24种脊椎动物的背根神经节进行了分析,囊括了鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类。在鱼类、两栖类和爬行类的背根神经节中都观察到了PNS microglia,揭示了这群细胞的古老起源。进一步的系统演化分析显示,PNS microglia的数量与物种体型大小以及外周神经元胞体大小在考虑系统发育相关性后仍存在十分显著的正相关,即体型越大的物种,其外周神经元胞体越大,并且存在较多的PNS microglia,而体型越小的物种,胞体越小,PNS microglia越罕见或不存在。上述演化模式,不仅验证了研究人员的推测,也从侧面证明了PNS microglia具有调控神经元胞体生长的功能。从进化选择角度来说,PNS microglia在大体型物种中经历了更大的选择压力从而被保留下来,导致其成为一类与脊椎动物体型大小相关的免疫细胞。
为了确保结果的准确性,研究团队又通过表观遗传特征、细胞溯源分析以及功能实验等实验,进一步确认了中枢神经和外周神经系统中的小胶质细胞不仅在表观遗传特征上高度相似,且均起源于卵黄囊来源的前体细胞,在功能上也具有一定的相似性,从而证实了外周神经系统小胶质细胞的存在。
外周小胶质细胞的发育、功能及演化
1919年,被发现以来,小胶质细胞一直被认为是中枢神经系统才有的免疫细胞亚群。
2023年9月,观察到人体发育早期的皮肤、心脏和睾丸等多个外周组织中存在大量的小胶质细胞,一举打破了小胶质细胞仅存在于中枢神经系统的传统认知。
2025年4月,中枢神经和外周神经系统中的小胶质细胞不仅在表观遗传特征上高度相似,且均起源于卵黄囊来源的前体细胞,在功能上也具有一定的相似性。外周神经系统小胶质细胞(PNS microglia)在小鼠和大鼠这一类体型较小的脊椎动物中并不存在,是因为PNS microglia的数量与物种体型大小以及外周神经元胞体大小在考虑系统发育相关性后仍存在十分显著的正相关,即体型越大的物种,其外周神经元胞体越大,并且存在较多的PNS microglia,而体型越小的物种,胞体越小,PNS microglia越罕见或不存在。
因此,我们使用荷兰Liposoma巨噬细胞清除剂ClodronateLiposomes设计实验清除小胶质巨噬细胞时,需要考虑到这个研究的新进展。要考虑到实验动物的选择。
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