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综述:脊髓损伤中小胶质细胞在神经炎症、可塑性及再生中的作用演变
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月20日 来源:Frontiers in Immunology 5.9
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这篇综述系统梳理了小胶质细胞(microglia)在脊髓损伤(SCI)中的双刃剑作用:既是神经炎症的驱动者,又是修复的协调者。文章通过历史脉络(从Ramón y Cajal的早期观察到单细胞测序技术)揭示小胶质细胞与单核来源巨噬细胞(MDMs)的时空异质性,强调其通过TLR2/STAT3/BDNF等通路调控突触修剪、血管再生及轴突再生,并提出靶向小胶质细胞(如CSF1R抑制剂、AAV载体)治疗SCI的潜力。
20世纪初,西班牙神经解剖学家Santiago Ramón y Cajal首次观察到脊髓损伤(SCI)病变中活跃的吞噬细胞,但无法区分其来源。其同事Pío del Río Hortega通过改良银染色技术发现中枢神经系统(CNS)内存在一类具有分支状突起的细胞——小胶质细胞(microglia),并注意到其可转化为阿米巴样巨噬细胞。然而,受限于技术,当时无法明确小胶质细胞与单核来源巨噬细胞(MDMs)的功能差异。
1950年代,研究发现细菌内毒素(如Priomen)能通过激活巨噬细胞促进SCI后功能恢复,但同期其他研究显示巨噬细胞也可能加剧损伤。2000年后,研究揭示巨噬细胞的表型具有可塑性:促炎的M1型(高表达iNOS、CD86)导致神经元死亡,而抗炎的M2型(高表达CD206、Arginase-1)促进轴突再生。例如,酵母聚糖(zymosan)通过激活TLR2(而非dectin-1)可驱动巨噬细胞释放神经营养因子(如BDNF、GDNF),但同时也引发轴突退行性变。
借助转基因报告小鼠(如Cx3cr1gfp/+)和骨髓嵌合体技术,研究发现MDMs主要浸润损伤中央灰质区,而小胶质细胞聚集于病变边缘。单细胞测序显示,小胶质细胞在急性期高表达吞噬相关基因(如Trem2、Apoe),并通过分泌CCL2和TLR2配体重编程MDMs表型。
CSF1R抑制剂选择性清除小胶质细胞后,SCI小鼠的运动功能恢复受损,且MDMs异常扩散至白质区。相反,静脉注射氯膦酸盐脂质体清除MDMs可改善轴突保留。实验证明,小胶质细胞通过JAK/STAT3通路促进星形胶质细胞增殖,并维持少突胶质前体细胞存活。
单细胞RNA测序发现,损伤后小胶质细胞动态上调脂质吞噬(Clec7a)、铁代谢(Fth1)和抗原呈递(H2-Ab1)相关基因。新生小鼠的再生相关小胶质细胞高表达桥接蛋白(Fn1)和肽酶抑制剂(Serpin6a),移植后可促进成年脊髓轴突再生。
高位SCI(如T3横断)导致胸腰段小胶质细胞激活,通过Trem2依赖的突触修剪引发自主神经失调(如高血压、免疫抑制)。抑制谷氨酸能神经元活动或使用p38 MAPK抑制剂可阻断这一病理过程。
新兴技术如纳米颗粒递送siRNA、AAV载体(Iba1启动子)和肠道-脑轴调控为精准操纵小胶质细胞提供了可能。例如,通过M-CSF增强小胶质细胞增殖或过表达BDNF可缩小病变体积并促进运动功能恢复。这些策略有望与其他疗法(如康复训练)协同,推动SCI修复进入新时代。
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