以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)邏輯思維 探索神經(jīng)科學(xué)之奧秘思維
責(zé)編︱王思珍
小膠質(zhì)細(xì)胞（microglia）是CNS的常駐免疫細(xì)胞。研究已表明，在發(fā)育過程中，小膠質(zhì)細(xì)胞能夠吞噬多余的神經(jīng)元和突觸【5】。在一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病和神經(jīng)退行性疾病中，這種突觸消除可以促進(jìn)疾病的進(jìn)展【6】。此外，小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬髓鞘也是神經(jīng)疾病和損傷的一個特征【7】。
那么，在發(fā)育過程中，小膠質(zhì)細(xì)胞是否也能夠吞噬髓鞘、進(jìn)而修飾髓鞘形成（myelination）？
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci . 2020）
研究者以轉(zhuǎn)基因斑馬魚作為研究對象，通過對其可視化操作來探究發(fā)育過程中的小膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元之間關(guān)系，從而揭示這種可能性。
圖1 小膠質(zhì)細(xì)胞的時間推移成像
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci .2020）
圖2 髓鞘吞噬或縮回的分析方案
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci . 2020）
圖3a 用巴弗洛霉素A1（bafilomycin A1）來延遲吞噬髓鞘
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci . 2020）
圖3b 藥物處理后的小膠質(zhì)細(xì)胞
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci. 2020）
圖3c 藥物處理后的脊髓少突膠質(zhì)細(xì)胞的投影圖像
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci. 2020）
盡管小膠質(zhì)細(xì)胞與大量的髓鞘相接觸，但卻不吞噬所有的髓鞘。那么，是什么機(jī)制讓小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量選擇性地吞噬髓鞘?
因此，作者則通過光學(xué)、遺傳學(xué)、化學(xué)遺傳學(xué)和行為學(xué)等方法來揭示這種潛在機(jī)制。結(jié)果表明：神經(jīng)元活性的降低可以降低小膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元胞體之間的相互作用，而且，神經(jīng)活性可以雙向調(diào)控這種相關(guān)作用（圖4）。當(dāng)神經(jīng)元體細(xì)胞層的活性受到抑制時，小膠質(zhì)細(xì)胞會吞噬視覺頂蓋連合處的更多的髓鞘，即神經(jīng)元活性也調(diào)控髓鞘吞噬（圖5）。
圖4 神經(jīng)元活動調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元的相互作用
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci. 2020）
圖5 神經(jīng)元活性通過小膠質(zhì)細(xì)胞調(diào)節(jié)髓鞘的吞噬
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci. 2020）
圖6a-b 消耗小膠質(zhì)細(xì)胞的三種策略
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci. 2020）
圖7a-d 髓鞘形成期間的小膠質(zhì)細(xì)胞消融會導(dǎo)致髓鞘數(shù)量的增加
（圖片引自：Hughes, A.N., Appel, B. Nat Neurosci. 2020）
二、特定神經(jīng)元群的放電模式可能通過小膠質(zhì)細(xì)胞定向的相互作用來調(diào)節(jié)附近神經(jīng)元群的髓鞘形成，進(jìn)而可能導(dǎo)致了不同軸突束的固定髓鞘化模式。
三、在調(diào)節(jié)神經(jīng)元活性依賴性的髓鞘形成的過程中，這種小膠質(zhì)細(xì)胞有效性和狀態(tài)同樣也適用于其他腦區(qū)。
四、作者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)育窗口關(guān)閉后，即不再有新的髓鞘生成時，小膠質(zhì)細(xì)胞或少突膠質(zhì)細(xì)胞吃掉的髓鞘的長度比它（即吃掉的髓鞘）實際生成的長度要長，作者則推測，這可能是由于髓鞘的流動性或粘黏附性所導(dǎo)致。
五、鑒定負(fù)責(zé)指導(dǎo)髓鞘去除的編碼機(jī)制，以及揭示突觸也有采用這種編碼機(jī)制的可能性，將可能為治療疾病中的髓鞘吞噬提供策略。
六、小膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元、以及少突膠質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用可能影響了大腦功能的發(fā)展。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41593-020-0654-2
參考文獻(xiàn)（上下滑動查看）
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【6】Hong, S. et al. Complement and microglia mediate early synapse loss in Alzheimer mouse models. Science 352, 712–716 (2016).
【7】Neumann, H., Kotter, M. R. & Franklin, R. J. M. Debris clearance by microglia: an essential link between degeneration and regeneration. Brain 132, 288–295 (2009).
【8】Hughes, A.N., Appel, B. Microglia phagocytose myelin sheaths to modify developmental myelination. Nat Neurosci (2020).
制版︱王思珍
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