小胶质细胞靶向兴奋性突触位点在神经退行性病变早期环路解组中的作用机制

【字体: 时间:2025年03月26日 来源:iScience 4.6

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  本期推荐:加州大学旧金山分校团队在《iScience》发表重要研究,揭示了青光眼模型中视网膜小胶质细胞(microglia)在兴奋性突触解组中的关键作用。通过激光诱导眼压(IOP)升高模型,研究人员发现激活的小胶质细胞通过数量增加、形态超分支化、运动性增强等特征,特异性靶向视网膜神经节细胞(RGCs)的突触位点,并与补体C1q标记的突触共定位。该研究为神经退行性疾病中突触丢失机制提供了新见解,并为靶向神经炎症治疗策略开发奠定基础。

  

在神经科学领域,小胶质细胞作为中枢神经系统的常驻免疫细胞,其双重角色一直备受关注。这些"大脑园丁"在发育期通过突触修剪(synaptic pruning)精炼神经环路,但在神经退行性疾病中却可能从"守护者"转变为"破坏者"。青光眼作为全球首位不可逆致盲眼病,其关键特征——视网膜神经节细胞(RGCs)的进行性死亡前,突触丢失这一早期事件尚未被充分阐释。加州大学旧金山分校眼科系的Alfred Yu、Yvonne Ou团队在《iScience》发表的研究,首次系统揭示了小胶质细胞在眼压升高后兴奋性环路解组中的时空动态特征。

研究团队采用激光诱导眼压升高(LIOH)模型,结合活体成像、三维重建和功能检测等关键技术。通过CX3CR1GFP转基因小鼠追踪小胶质细胞,使用EdU增殖标记定量细胞来源,采用弹道标记技术实现单细胞分辨率分析,结合共聚焦显微镜和ObjectFinder软件进行突触共定位定量,并通过模式视网膜电图(PERG)评估神经功能。所有实验在IOP恢复正常7天后进行,此时尚未出现RGCs死亡但已发生突触变化。

"小胶质细胞在瞬时眼压升高后数量增加、复杂性增强且运动性提高"部分显示:激光处理后7天,虽然RBPMS+的RGCs数量未变,但内丛状层(IPL)中小胶质细胞密度在ON和OFF亚层均显著增加。EdU实验证实约50%为原位增殖。Sholl分析揭示其呈现超分支化形态,活体成像显示突起运动速度提升3倍,这些特征符合经典激活状态。

"眼压升高后IPL内小胶质细胞-突触接触增加"部分发现:激活的小胶质细胞吞噬更多PSD95和CtBP2突触蛋白,但单个细胞内的突触成分密度不变。值得注意的是,被吞噬的突触颗粒体积显著小于胞外颗粒,提示"蚕食"(trogocytosis)机制。CD68吞噬标志物表达增加而补体C1q未变,表明存在非经典吞噬途径。

"眼压升高后小胶质细胞靶向α型神经节细胞突触"的创新发现在于:单个RGCs分析显示,小胶质细胞接触点和接触体积在激光组增加2-4倍。约20%接触点含PSD95,且与C1q标记位点显著共定位。特别重要的是,小胶质细胞不仅接触已解组的突触(缺失CtBP2的PSD95位点),也靶向完整突触,这种双重作用在神经退变早期尚未见报道。

"小胶质细胞清除部分恢复RGCs功能"部分通过CSF1R抑制剂PLX5622实现>90%清除:虽然突触密度未恢复,但PERG的P1和N2波幅显著改善,提示功能保护与结构变化脱钩。意外发现对照组的PLX5622处理也降低突触密度,表明稳态下小胶质细胞具有突触维持作用。

讨论部分强调三个突破点:首先,小胶质细胞增多(microgliosis)而非单个细胞活性增强是突触共定位增加的主因;其次,在无RGCs死亡阶段,小胶质细胞已参与突触解组;最后,功能保护与结构变化的分离现象暗示微环境调节的复杂性。这些发现为青光眼等神经退行性疾病提供了"神经炎症时间窗"治疗新思路——靶向小胶质细胞招募而非单纯抑制其活性可能更具前景。研究也存在模型特异性、分辨率限制等不足,未来需结合超分辨成像和条件性基因敲除进一步验证。这项研究为理解神经退变中"突触消失之谜"提供了重要拼图,也为开发神经保护策略奠定了理论基础。

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