脑巨噬细胞单细胞图谱：揭示隐藏的免疫细胞与神经变性疾病有关

　　我们的大脑不仅包含神经元，还包含各种免疫细胞，它们对大脑的功能起着重要作用。

　　

从左至右：Ana Rita Pombo Antunes, Hannah Van Hove, Kiavash Movahedi, Karen De Vlaminck, Isabelle Scheyltjens

由Kiavash Movahedi教授（VIB炎症研究中心）领导的一个团队已经开发出了一个全面的大脑免疫区细胞图谱。这不仅揭示了脑巨噬细胞的显著多样性，而且还在非预期位置发现了小胶质细胞。值得注意的是，这些“隐藏”的小胶质细胞与通常与神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）相关的小胶质明显相似。新见解对于更好地理解巨噬细胞在健康大脑生理学中的作用以及对神经退行性疾病的未来治疗具有重要意义。

大脑中的免疫细胞

100年前，西班牙科学家Pío del Río-Hortega首次发现了大脑中的巨噬细胞——一种免疫细胞。大多数脑巨噬细胞被称为小胶质细胞。这些细胞与神经元密切接触，对大脑的正常发育和功能至关重要。但除了小胶质细胞外，我们的大脑中还有其他几种巨噬细胞，其中许多是相对未知的。

Kiavash Movahedi教授（VIB炎症研究中心）说：“虽然小胶质细胞研究得相当好，但其他的脑巨噬细胞却仍然很神秘。我们希望更好地了解这些细胞，因为我们相信它们对调节大脑炎症和免疫至关重要。”

在数千个细胞中定位基因表达

为了揭示不同脑区巨噬细胞的异质性，研究人员依靠一种方法来分析数千个单个细胞的基因表达。研究人员总共分析了60000多个单细胞，这些单细胞来源于健康的小鼠大脑和一种阿尔茨海默病小鼠模型，以及一种其免疫系统重要基因受到影响的突变小鼠。

“单细胞RNA测序技术的出现使生物学进入了新水平。但是，对这类大数据的正确分析并非易事，我们很幸运地与Yvan Saeys教授和他的生物信息专家组密切合作，”Movahedi解释说。

通过控制脑细胞来对抗阿尔兹海默？

这项研究的第一作者、博士生Hannah Van Hove说：“我们的研究结果表明，脑巨噬细胞的外观会因其解剖位置的不同而发生很大的变化，这表明它们具有广泛的功能。一个意想不到的发现是，小胶质细胞粘附在脉络丛边缘，这是一个与脑脊液直接接触的细胞网络。这些脉络丛小胶质细胞表现出与接触了有毒淀粉样沉积物的小胶质细胞相似的激活状态，这是阿尔茨海默病的典型特征。

“现在的挑战是阐明这类新的小胶质细胞的功能，并了解这与神经退行性变期间观察到的小胶质细胞反应之间的关系，”另一位参与该研究的巨噬细胞专家Jo van Ginderachter教授解释说。研究人员现在想揭示各种形式的脑巨噬细胞发出的信号和环境因素。在这样做的过程中，他们希望找到控制其功能的策略。Movahedi说：“越来越清楚的是，炎症在许多神经系统疾病，特别是阿尔茨海默症中起着核心作用。我们认为，了解脑巨噬细胞的进出可能是最终找到这些疾病治疗方法的关键。”

上周，来自VIB-鲁文大学大脑与疾病研究中心的研究人员也报道了小胶质细胞在阿尔茨海默症中的作用。这清楚地说明了更多关于这个主题的知识的重要性。

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原文检索：A single-cell atlas of mouse brain macrophages reveals unique transcriptional identities shaped by ontogeny and tissue environment, Movahedi et al., Nature Neuroscience 2019

（生物通：伍松）