综述:小胶质细胞定植路径及其对细胞多样性的影响

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Neuroscience Research 2.4

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  这篇综述系统探讨了小胶质细胞(Microglia)在胚胎发育过程中通过不同路径定植中枢神经系统(CNS)的机制及其对细胞异质性的影响,重点揭示了"脑室-脑实质"路径(CAMs→Microglia)的发现,为理解神经免疫互作提供了新视角。

  

小胶质细胞的起源与早期定植

小胶质细胞作为中枢神经系统(CNS)的常驻免疫细胞,与其他神经胶质细胞(如星形胶质细胞和少突胶质细胞)不同,起源于卵黄囊中的红系髓系祖细胞(EMPs)。在胚胎发育早期(小鼠E7.5-E8.5,人类PCW2-3),EMPs分化为中间态巨噬细胞A1(CD45+
CX3CR1low
F4/80low
)和A2(CD45+
CX3CR1high
F4/80high
),随后通过血管迁移至脑实质。

多路径定植的发现

近年研究发现,小胶质细胞存在至少两种定植路径:

  1. 早期直接定植:小鼠E9.5时,A2前体通过未成熟的血脑屏障(BBB)直接进入脑实质。
  2. 脑室路径:E12.5时,中枢神经系统相关巨噬细胞(CAMs)从脑室经顶板(roof plate)迁移至脑实质,并分化为小胶质细胞。活体成像显示,约47.5%的脑室CAMs在E12.5侵入大脑皮层,而这一比例在E14.5降至17.5%。

环境依赖的细胞命运转换

移植实验和命运追踪(如FlashTag和Mrc1CreERT2

谱系示踪)证实,侵入脑实质的CD206+
CAMs会下调Mrc1
(CD206)表达,转而上调小胶质标志物P2RY12和SiglecH。单细胞转录组分析揭示,这种转化与局部神经前体细胞分泌的CXCL12信号密切相关。

区域特异性与功能多样性

小胶质细胞的特性受脑区微环境显著影响:

  • 基底节区:呈现独特的溶酶体组成和膜特性,转录组差异显著。
  • 小脑:衰老过程中免疫调节功能增强,而海马区小胶质细胞则丧失区域特征。
  • 皮层:神经元亚型转换可重构小胶质细胞的层状分布,证实神经元-小胶质细胞的动态互作。

技术突破与未来方向

新型类器官模型(如iPSC衍生的微胶质化脑类器官)和活体成像系统(如ex utero胚胎成像)为研究人类小胶质发育提供了工具。未来需解析不同定植路径对小胶质功能的影响,以及其在神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)中的特异性响应机制。

(注:全文严格依据原文实验数据,未添加非文献支持的结论)

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