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为解决 GLS 星形胶质细胞分子身份和形态未知等问题，纽约大学格罗斯曼医学院等机构的研究人员开展相关研究，发现 Myoc 可标记 GLS 星形胶质细胞，其在进化上保守。该研究有助于理解 CNS 稳态，为相关疾病治疗提供新思路，值得科研读者一读。
在人体这个神奇的 “小宇宙” 里，大脑堪称最神秘的 “星球”，而其中的星形胶质细胞（astrocytes），就像是这个 “星球” 上默默耕耘的 “小精灵”。它们数量众多，在中枢神经系统（central nervous system，CNS）里承担着维持内环境稳定的重要任务，对神经元和小胶质细胞等其他细胞的发育和功能也有着至关重要的影响。
随着研究的深入，科学家们发现，这些 “小精灵” 并非千篇一律，而是有着不同的 “性格” 和 “技能”，可以分为许多不同的亚型。就像不同职业的人有着不同的专长一样，星形胶质细胞的亚型身份和功能，与它们所处的解剖位置息息相关。然而，尽管科学家们利用大规模单细胞和单细胞核 RNA 测序技术（sc/snRNA-seq），在探索星形胶质细胞亚型的道路上取得了一些进展，但仍有一些区域特异性的亚型，如同神秘的 “隐世高手”，难以被发现。
其中，位于血管附近和大脑表面的星形胶质细胞，一直是科学界的未解之谜。它们共同构成了胶质界膜（glia limitans），根据位置不同分为血管周围胶质界膜（glia limitans perivascularis，GLP）和浅表胶质界膜（glia limitans superficialis，GLS） 。这两种类型的细胞，被认为在保护大脑免受外周损伤方面起着关键作用。但它们的分子组成是什么？是否属于两种不同的亚型？这些问题就像一团团迷雾，笼罩着科研人员。
不仅如此，关于 GLS 的细胞组成和结构组织，科学界也存在着不同的观点。过去，人们认为 GLS 是由皮层 I 层或更深层的星形胶质细胞的突起形成的，但后来的研究却发现，大脑表面实际上是被星形胶质细胞的细胞体占据着，它们的突起还能延伸到脑实质中。而且，这些细胞的基因表达谱也一直是个未知数。
为了揭开这些谜团，来自纽约大学格罗斯曼医学院（NYU Grossman School of Medicine）等机构的研究人员展开了一场科研大冒险。他们在《Cell Reports》期刊上发表了一篇名为 “Defining the molecular identity and morphology of glia limitans superficialis astrocytes in vertebrates” 的论文，试图为这些问题找到答案。
研究人员在这场科研之旅中，运用了多种强大的 “工具”。他们整合分析了 sc/snRNA-seq 和全基因组空间转录组学数据，就像是拿着一张能看到细胞 “密码” 分布的地图；还利用了清除全脑三维光片显微镜技术，这就好比给大脑做了一次 “透明化” 的全方位观察；同时，借助连续电子显微镜进行细胞重建和原位杂交技术，进一步深入探索细胞的奥秘。
一、转录连续域包裹大脑表面并划分脑区
研究人员首先对成年小鼠大脑的冠状切片进行全基因组空间转录组学分析。这一分析就像是在大脑这个 “大图书馆” 里，按照书籍（基因）的类别进行分类整理。他们惊喜地发现，有一个基因簇像一条 “丝带” 一样，包裹着整个大脑表面，还能划分出不同的脑区，而这个基因簇里，有一个叫 Myocilin（Myoc）的基因格外引人注目。
通过分析大脑的 scRNA-seq 数据，研究人员发现 Myoc 基因就像一个 “特殊身份标识”，只在一小部分星形胶质细胞中表达，大约占所有星形胶质细胞的 2%。随后，他们整合了多个来自小鼠不同脑区的 sc/snRNA-seq 数据集，发现 Myoc + 星形胶质细胞就像稀有的 “宝藏”，在所有数据集中平均只占 2.4%。这些细胞不仅富含经典的星形胶质细胞基因，还表达一些与 “反应性” 相关的基因，这表明它们在健康大脑中可能有着独特的功能，也许是大脑防御外周炎症信号的 “前哨站”。
二、GLS 由紧密排列的 Myoc + 星形胶质细胞体组成
为了确认 Myoc 基因是否真的在 GLS 星形胶质细胞中表达，研究人员进行了 RNA 原位杂交（RNA ISH）实验。他们就像拿着 “放大镜”，仔细观察小鼠大脑和脊髓中的细胞。结果发现，在成年小鼠中，Myoc 基因确实在大脑表面和一些分隔脑区的组织中的星形胶质细胞体中表达，而且在脊髓表面也有 Myoc + 星形胶质细胞，它们就像忠诚的 “卫士”，紧紧地守护在大脑和脊髓的表面。
进一步的研究表明，在大脑皮层表面，99.2% 的星形胶质细胞都是 Myoc+，脊髓表面的比例更是高达 99.8%。这一结果让研究人员确信，Myoc + 星形胶质细胞就是 GLS 的主要组成部分，Myoc 基因就像是 GLS 星形胶质细胞的 “身份证”。
三、GLS 星形胶质细胞在出生后早期发育中出现并被层粘连蛋白包裹
研究人员对 GLS 星形胶质细胞的发育过程充满好奇，于是他们收集了不同发育阶段的小鼠脑组织，从胚胎期到出生后的不同时间点，进行 RNA ISH 实验。结果发现，在胚胎期，就像一片 “寂静的荒野”，找不到 Myoc + 星形胶质细胞的踪迹。
但到了出生后第 4 天（P4），情况发生了变化，少量的 Myoc + 星形胶质细胞开始在大脑皮层中线附近 “破土而出”，就像春天里刚刚冒头的嫩苗。随后，在 P8 和 P12，Myoc+GLS 星形胶质细胞的数量急剧增加，到成年时，几乎所有的表面星形胶质细胞都变成了 Myoc+。
此外，研究人员还发现，在成年小鼠中，GLS 细胞体被细胞外基质蛋白层粘连蛋白紧紧包裹着，就像给细胞穿上了一层坚固的 “铠甲”。不过，这些 Myoc+GLS 星形胶质细胞在成年后的具体形态和拓扑结构，还需要进一步探索。
四、GLS 星形胶质细胞覆盖皮层表面并具有非典型形态
为了更深入地了解 GLS 星形胶质细胞的形态和拓扑结构，研究人员利用了清除全脑三维光片显微镜技术。他们以 Aldh1l1 eGFP 星形胶质细胞报告小鼠为研究对象，就像给这些细胞装上了 “信号发射器”，以便更好地观察它们。
这一观察让他们看到了令人惊讶的景象：GLS 星形胶质细胞的形态与脑实质中的星形胶质细胞截然不同。脑实质中的星形胶质细胞就像枝繁叶茂的大树，有着复杂的分支和叶状结构；而 GLS 星形胶质细胞的细胞体则更加扁平、简单，就像平铺在大脑表面的 “薄饼”。不仅如此，这些细胞还伸出分支状的突起深入脑实质，与其他细胞进行 “交流”。
研究人员还在斑马鱼的脊髓中寻找 GLS 星形胶质细胞的踪迹。通过连续电子显微镜观察，他们发现了具有扁平细胞核的细胞，这些细胞构成了斑马鱼脊髓的 GLS，并且与其他类型的星形胶质细胞在形态上有明显区别。这一发现表明，GLS 星形胶质细胞在进化上具有保守性，从斑马鱼到人类，它们都坚守着自己的 “岗位”。
五、MYOC + 星形胶质细胞占据猴子和人类大脑的表面
研究人员想知道，在人类大脑中是否也存在类似的情况呢？他们整合分析了人类大脑的 snRNA-seq 数据集，发现确实有一小部分人类星形胶质细胞（平均占所有数据集和组织的 0.13%）表达 MYOC 基因。
这些 MYOC + 星形胶质细胞与小鼠的 Myoc + 星形胶质细胞有着相似的基因表达模式，都高表达 GFAP、VIM、CLU 和 AQP4 等基因，还表达与星形胶质细胞反应性相关的基因，这说明它们在功能上可能也有相似之处。
为了更直观地观察人类大脑中的 MYOC + 星形胶质细胞，研究人员制备了一种新的抗体。用这种抗体对人类大脑组织切片进行染色后，他们发现 MYOC + 星形胶质细胞在大脑表面形成了一种网状结构，并且伸出长长的突起深入脑实质，就像一张密密麻麻的 “通信网”。这一结果表明，MYOC + 星形胶质细胞在人类大脑中也构成了 GLS，并且可能与之前描述的层间星形胶质细胞有关。
在这项研究中，研究人员通过一系列实验，成功地确定了 GLS 星形胶质细胞的分子身份和形态特征。他们发现，GLS 星形胶质细胞是一种高度特化的星形胶质细胞亚型，可以用 Myoc 基因作为标记来识别。这些细胞在大脑和脊髓表面形成了一道特殊的 “防线”，从斑马鱼到人类，在进化上高度保守。
这项研究成果意义重大。它就像一把钥匙，为我们打开了理解中枢神经系统（CNS）内环境稳定的新大门。GLS 星形胶质细胞的发现，让我们对大脑的防御机制有了更深入的认识，也为未来治疗中枢神经系统相关疾病提供了新的潜在靶点。比如，当大脑受到外周炎症影响时，GLS 星形胶质细胞可能成为调控炎症反应的关键 “开关”。
不过，研究人员也很清楚，目前的研究只是一个开始。GLS 星形胶质细胞的具体功能还需要进一步探索，它们与其他细胞之间的相互作用机制也有待深入研究。未来，科学家们可以通过构建新的转基因报告小鼠，更深入地研究 GLS 星形胶质细胞的功能。同时，研究 MYOC 基因在眼睛和中枢神经系统表面的作用差异，也可能为青光眼等疾病的治疗带来新的思路。
总之，这项研究为我们展现了大脑中一个神秘细胞群体的 “庐山真面目”，也为后续的研究指明了方向。相信在科学家们的不断努力下，大脑这个神秘 “星球” 的更多奥秘将会被一一揭开。
