自然:揭示大脑皮层中锥体神经元亚型的多样性支配着小胶质细胞状态

来源：100医疗网原创2022-08-17 10336034

从走路、说话等日常行为，到体育或学术上的优异表现，大脑不断无缝地获取和处理信息，从而产生了这些不可思议的行为。这个过程需要整个细胞交响乐团互相倾听，调整功能，使之协调一致。

从走路、说话等日常行为，到体育或学术上的优异表现，大脑不断无缝地获取和处理信息，从而产生了这些不可思议的行为。这个过程需要整个细胞交响乐团互相倾听，调整功能，使之协调一致。神经科学留下的最基本的问题之一是大脑中的细胞如何移动、相互作用和协调以产生这些活动。

在大脑中，这个细胞交响乐团不仅包括锥体神经元，还包括通常在抵御身体病原体方面发挥作用的细胞。其中之一是一种叫做小胶质细胞的免疫细胞。科学家们越来越意识到，它们在大脑功能、健康和疾病方面发挥着超级作用。小胶质细胞在组装和维持神经回路中的作用，以及它们如何改变分子身份以适应环境，受到了越来越多的关注。对于神经科学家来说，长期以来的谜团是他们如何做出这种改变。

在一项新的研究中，来自布罗德研究所和哈佛大学的研究人员接近回答这个问题。他们发现，小胶质细胞会倾听邻近的锥体神经元，并改变它们的分子状态以与之匹配。相关研究成果于2022年8月10日在线发表在《自然》杂志上。这篇论文的题目是新大脑皮层中锥体神经元亚型多样性政府小胶质细胞状态。这篇论文的作者是布罗德研究所斯坦利精神病学研究中心的干细胞和再生生物学教授Paola Arlotta博士。

论文的共同第一作者、阿洛塔实验室博士后研究员杰弗里斯托格斯迪尔(Jeffery Stogsdill)表示，当小胶质细胞最初被发现时，它们被认为只是清道夫，清理细胞碎片，帮助抵御病原体。现在我们知道小胶质细胞可以以非常复杂的方式与锥体神经元相互作用，从而影响锥体神经元的功能。

这一发现可能为未来一系列新的研究打开大门，这些研究可以准确地靶向小胶质细胞与相邻锥体神经元之间的通信。当这些细胞之间的交流出现问题时，就会出现自闭症、精神分裂症等疾病。

Stogsdill继续说道，当试图影响大脑时，我们可以针对一个非常特定的状态，或者我们可以针对一个非常特定的锥体神经元亚型，从而能够改变小胶质细胞的特定状态。它允许我们有一个高水平的粒度。

这项新研究为不同类型的细胞如何和谐地协同工作提供了独特的新见解。Arlotta说，在这项新的研究中，我们发现了大脑中不同类型的细胞相互对话、相互影响的规律，最终可以一起做更多的事情。

在这篇论文中，这些作者描述了锥体神经元如何训练小胶质细胞，并在它们最初在早期大脑中相遇时与它们一起工作。他们发现，在大脑皮层(大脑中负责熟练运动功能、感觉知觉和认知的区域)的形成过程中，不同类型的锥体神经元以自己独特的方式影响附近小胶质细胞的数量和分子状态。

与Fezf2基因敲除皮层、Reln基因敲除皮层和对照皮层相关的对照实验。图片来自Nature，2022，doi :10.1038/s 41586-022-05056-7。

Stogsdill说，这些不同类型的皮质锥体神经元招募不同数量的小胶质细胞。然后，他们塑造这些小胶质细胞，并准确地告诉他们需要成为什么类型。

大脑皮层被组装成几层，每层包含不同类型的锥体神经元。这些作者用基因定位的方法研究了不同层次的小胶质细胞，发现小胶质细胞的数量和分子状态的变化取决于它们处于哪一层。随着他们改变这些层中锥体神经元的组成，他们发现它们可以影响不同小胶质细胞状态的分布。小胶质细胞与新位置的锥体神经元相匹配，证明这些锥体神经元在影响它们。

这些作者然后建立了一个分子图，概述了锥体神经元和小胶质细胞之间的通讯。他们分析了他们的分子图谱数据，以找出不同小胶质细胞状态及其相邻锥体神经元表达的成对相互作用蛋白。这个分子图谱可能会在未来研究这些相互作用的功能和潜在的治疗靶点。他们计划首先解释不同层的小胶质细胞之间的差异和功能差异是什么。

Arlotta说，我们知道小胶质细胞可以影响神经回路的功能，但现在我们知道锥体神经元可以将特定类型的小胶质细胞招募到它们的附近。这是一个有趣的想法，锥体神经元可以重塑它们的环境，以帮助微调它们自己的神经回路功能。(100yiyao.com 100医疗网)

参考资料：

控制小胶质细胞状态的锥体神经元亚型多样性

in the neocortex. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05056-7.

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