综述:单细胞时代下小胶质细胞再殖及其对中枢神经系统疾病的启示

【字体: 时间:2025年08月27日 来源:Neurobiology of Disease 5.6

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  这篇综述系统探讨了单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术揭示的小胶质细胞(Microglia)异质性,聚焦集落刺激因子1受体(CSF1R)抑制剂介导的小胶质细胞消融与再殖现象,及其在阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)等中枢神经系统(CNS)疾病中的治疗潜力。文章创新性地整合了发育起源、功能亚群(DAM/MGnD等)和跨物种差异研究,为靶向小胶质细胞动态调控提供了理论依据。

  

单细胞时代下小胶质细胞再殖及其对中枢神经系统疾病的启示

1. 引言

作为中枢神经系统(CNS)的常驻巨噬细胞,小胶质细胞在免疫监视、突触修剪和神经发生中发挥核心作用。近年来,CSF1R抑制剂可实现小胶质细胞的高效消融,而停药后出现的再殖现象(14天内完全重建)为CNS疾病治疗带来新思路。单细胞技术(scRNA-seq)则揭示了小胶质细胞在稳态、发育和病理状态下的异质性,鉴定出疾病相关小胶质细胞(DAM)、神经退行性小胶质细胞(MGnD)等功能亚群。

2. 小胶质细胞的起源与发育

胚胎期卵黄囊(YS)的红髓样祖细胞(EMPs)是小胶质细胞的起源,其通过CX3CR1+依赖的跨组织迁移定居脑实质。发育过程中,CSF1-CSF1R轴和TGF-β信号调控其增殖分化,RUNX1转录因子促进阿米巴样向分支状形态转变。跨物种研究显示,人类小胶质细胞在妊娠35周才完全成熟,斑马鱼则存在RBI和AGM双起源路径,提示进化保守性与多样性并存。

3. CSF1R靶向消融与再殖机制

CSF1R作为酪氨酸激酶受体,其抑制剂PLX3397可在7天内消融99%小胶质细胞。再殖细胞源自残留的MAC2+前体样细胞,通过IL-6反式信号激活,以每小时分裂1次的惊人速率增殖。单细胞测序发现,再殖细胞早期高表达CD36和Mki67,两个月后恢复稳态基因谱,但老年个体再殖细胞呈现活化亚型(Act-MG3)优势,提示年龄依赖性功能差异。

4. 单细胞技术揭示的异质性图谱

突破传统M1/M2二分法,scRNA-seq鉴定出:

  • DAM:高表达TREM2/ApoE/Clec7a,分两阶段响应Aβ沉积

  • IFN-responsive:含Ifit2/Ifit3,参与抗病毒反应

  • LDAM:脂滴累积型,在衰老中促炎

  • Cycling:Mki67+ Top2A+,见于卒中后MG5亚群

5. 再殖细胞的治疗潜力

AD模型:再殖小胶质细胞通过BDNF上调重塑突触,3月内减少Aβ斑块,但长期效果受限。

卒中研究:再殖促进RAMf(GPNMB+)浸润,增强髓鞘再生,老年个体中伴随代谢重编程。

TBI治疗:IL-6信号介导再殖细胞的神经保护作用,预处理可减轻慢性期炎症。

创新性替代策略如mrBMT(骨髓移植联合CSF1Ri)实现92%全脑置换,为基因治疗铺路。

6. 挑战与展望

当前研究存在时空动态监测不足、人类模型稀缺等问题。未来需结合scNanoATAC-seq2等多组学技术,解析再殖细胞的表观调控网络,并探索CSF1R抑制剂在ALSP(成人起病的脑白质病)等罕见病中的应用。

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