小膠質(zhì)細(xì)胞是大腦的主要免疫細(xì)胞，在神經(jīng)損傷后顯著影響神經(jīng)元的命運(yùn)。根據(jù)腦內(nèi)微環(huán)境不同表現(xiàn)出廣泛的表型，包括初始、促炎和抗炎特征。盡管神經(jīng)祖細(xì)胞(NPC)和海馬神經(jīng)元代表了在神經(jīng)再生中起關(guān)鍵作用的細(xì)胞群，但對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞與這些細(xì)胞類型之間的相互作用的研究卻很少。

來自匈牙利布達(dá)佩斯自然科學(xué)研究中心酶學(xué)研究所的研究者發(fā)表文章，研究了小膠質(zhì)細(xì)胞如何影響人類干細(xì)胞衍生的NPC增殖和神經(jīng)突生長(zhǎng)，以及用促炎劑或抗炎劑刺激小膠質(zhì)細(xì)胞如何調(diào)節(jié)這種相互作用。

原始小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)人類神經(jīng)祖細(xì)胞的影響

為了研究幼稚小膠質(zhì)細(xì)胞如何影響NPC神經(jīng)突生成，將表達(dá)GFP的人類神經(jīng)祖細(xì)胞置于BV2細(xì)胞的上清液中。基于綠色熒光和形態(tài)學(xué)參數(shù)確定不同時(shí)間點(diǎn)的總神經(jīng)突生長(zhǎng)，而基于核染色量化相應(yīng)的GFP-NPC 細(xì)胞數(shù)（圖1A）。

作者發(fā)現(xiàn)未經(jīng)處理的GFP-NPCs 在電刺激48小時(shí)后逐漸以7.09 ± 2.03 毫米/細(xì)胞/48小時(shí)的速度出現(xiàn)突起（在接下來的48 小時(shí)內(nèi)增加約80%）。NPC表現(xiàn)出適度的增殖率（細(xì)胞數(shù)量每天增加約20%，相當(dāng)于4 天的倍增時(shí)間）。用幼稚小膠質(zhì)細(xì)胞的上清液處理略微減慢了總神經(jīng)突的發(fā)育（圖1B）。與此同時(shí)，這種治療適度抑制了NPC的增殖（圖1C），由于總神經(jīng)突生長(zhǎng)和細(xì)胞增殖都減少到相似的程度，每個(gè)細(xì)胞的神經(jīng)突長(zhǎng)度保持不變（圖1D）。

圖1原始小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)人類神經(jīng)祖細(xì)胞的影響

活化小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)神經(jīng)祖細(xì)胞神經(jīng)突生成的影響

為了檢查反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)NPC 的影響，BV2細(xì)胞用促炎劑（如 IFNγ和 LPS）或抗炎劑（如IL-4 和IL-13）處理。當(dāng)GFP-NPC 暴露于先前用IL-13 刺激的BV2 上清液時(shí)，觀察到神經(jīng)突生成增加（圖2A）。來自IFNγ 處理的小膠質(zhì)細(xì)胞的上清液也加速了GFP-NPC的神經(jīng)突發(fā)育。

為了量化這些結(jié)果，進(jìn)行了高通量篩選和分析。與定性觀察一致，作者發(fā)現(xiàn)GFP-NPCs暴露于用IFNγ或LPS刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞上清液加速神經(jīng)突生成（圖2B）。在用原始BV2上清液處理的GFP-NPC中，總神經(jīng)突長(zhǎng)度在48小時(shí)內(nèi)增加了1.75倍，而來自IFNγ或LPS刺激的BV2細(xì)胞的條件培養(yǎng)基分別增加了2.7倍和2.4倍。

令人驚訝的是，促炎小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)NPC沒有毒性。與幼稚小膠質(zhì)細(xì)胞條件培養(yǎng)基相比，來自IFNγ或LPS處理的BV2細(xì)胞的上清液輕微刺激GFP-NPC增殖（圖2C），以及在單細(xì)胞水平上增強(qiáng)神經(jīng)突生長(zhǎng)（圖2D）。

圖2小膠質(zhì)細(xì)胞刺激對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞-NPC相互作用的調(diào)節(jié)作用

小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)分化神經(jīng)元神經(jīng)突生成的影響

在人類成人大腦中，神經(jīng)祖細(xì)胞主要存在于兩個(gè)部位，即腦室下區(qū)和海馬齒狀回。當(dāng)損傷發(fā)生時(shí)，NPC遷移，開始增殖和分化以維持CNS的穩(wěn)態(tài)。在此過程中，NPC可能會(huì)遇到小膠質(zhì)細(xì)胞。為了更好地了解病理生理相互作用的性質(zhì)，作者將這些海馬NPC分化為海馬DG 顆粒細(xì)胞，并在不同分化階段（第2、8和 14天）與原始或受刺激的BV2細(xì)胞共培養(yǎng)4天。

結(jié)果顯示，與原始小膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)不會(huì)影響分化神經(jīng)細(xì)胞的軸突生成。促炎刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞顯著損害了這一過程，而與IL-4/IL-13 刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)似乎短暫刺激了一下。與未暴露于BV2細(xì)胞的培養(yǎng)物相比，與IFNγ/LPS 共培養(yǎng)刺激了小膠質(zhì)細(xì)胞增強(qiáng)了分化神經(jīng)元中的樹突生成（圖3B）。與原始或IL-4/IL-13刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)對(duì)分化神經(jīng)細(xì)胞的樹突發(fā)育沒有影響。

總之，這些結(jié)果表明促炎小膠質(zhì)細(xì)胞改變了發(fā)育中神經(jīng)元的神經(jīng)突的分化，并改變了軸突-樹突平衡。

圖3 定量結(jié)果分析

討論

作者的結(jié)果證明了小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)NPC中藥理誘發(fā)的神經(jīng)突生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)作用。令人驚訝的是，原始和抗炎表型的小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)一步加速了神經(jīng)突生長(zhǎng)，而促炎小膠質(zhì)細(xì)胞沒有這種效果。對(duì)于小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)正常和藥物誘導(dǎo)神經(jīng)突生長(zhǎng)的影響之間的差異，最合理的解釋是非肌肉肌球蛋白II抑制引起神經(jīng)突生成，但這與生理或病理情況有很大不同。盡管如此，作者對(duì)結(jié)果引起了人們對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)藥理學(xué)誘導(dǎo)的神經(jīng)突生長(zhǎng)的潛在協(xié)同作用的關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

Lilienberg J, Apa?ti A?, Re?thelyi JM and Homolya L (2022),Microglia modulate proliferation, neurite generation anddifferentiation of human neural progenitor cells.Front. Cell Dev.Biol. 10:997028. doi: 10.3389/fcell.2022.997028

編譯作者: 原代美少女 (Brainnews創(chuàng)作團(tuán)隊(duì))

校審: Simon (Brainnews編輯部)