Cell：小胶质细胞-星形胶质细胞交谈调节突触重塑

在一项新的研究中，马萨诸塞大学陈医学院的Dorothy P. Schafer博士和Travis E. Faust博士领导的一个研究团队解释了大脑中的两种不同细胞类型——星形胶质细胞和小胶质细胞——如何响应感觉输入的变化进行通信，以重塑神经元之间的连接，即突触。

这些发现发表在《细胞》杂志上，代表了神经生物学家新兴关注的一个领域，他们希望了解大脑中不同的细胞如何相互作用以重新连接大脑。

这种新颖的机制有潜力成为转化科学家的靶点，他们希望有朝一日能够预防在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病或ALS）以及年龄相关性认知衰退期间发生的突触损伤。它也可能为神经发育和精神疾病（如自闭症和精神分裂症）带来新的见解，这些疾病中大脑的回路精细化过程可能在发育过程中受到了损害。

Schafer博士表示："大脑由数十亿个细胞组成，这些细胞必须以某种方式相互协调才能实现适当的大脑连接。了解所有这些细胞如何协调是关键。在这里，我们提供了新的视角，揭示了在发育过程中，被称为神经胶质细胞的非神经元细胞如何相互通信以重新连接大脑回路。我们认为这与许多神经退行性和神经发育性疾病有关，这些疾病中大脑回路被不适当地重塑了。"

随着大脑的发育，神经回路会根据从环境中接收到的感觉刺激进行精细化调整和修剪。该研究的合著者Faust博士解释说，如果允许形成过多的神经突触，神经网络就无法正常运作。

自闭症是一种被认为由突触修剪不足引起的神经发育障碍。已发现精神分裂症患者大脑某些部位的突触过少，而其他部位则过多。

相反，许多神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和ALS，其特征是突触的退化和破坏，而 unchecked 的突触连接重塑被认为是导致认知和功能衰退的原因。保护这些突触免受失调的突触重塑可能被证明对患有这些疾病的患者有益。

Schafer说："这项研究展示了两种不同的胶质细胞亚型——星形胶质细胞和小胶质细胞——如何在感觉体验改变后，协同工作来移除或'修剪'大脑皮层中的突触。"

这项研究建立在Schafer实验室2019年发表在Journal of Neuroscience期刊上的一项先前研究的基础上，在那项研究中他们改变了发育中小鼠的感觉体验。Schafer说："即使在早期发育阶段，动物感觉体验的细微变化也会对大脑连接产生深远影响。"

Schafer和Faust现在揭示了这种重新连接是如何实现的。Schafer说："你可以把星形胶质细胞想象成茂密的灌木丛，拥有数百万个微小的分支，这些分支接触单个突触，并填充了大脑中神经元之间的所有空隙。"

相比之下，小胶质细胞是常驻的免疫细胞，负责监测大脑，通常会吞噬突触。Faust说："我们发现小胶质细胞会分泌一种叫做Wnts的分子，这种分子向星形胶质细胞发出信号。这种信号传导导致星形胶质细胞将其微小的分支从突触处移开，从而让小胶质细胞能够迅速进入并吞噬这些突触。"

关键的信使分子Wnt是一类由细胞分泌的蛋白质家族，对许多生物过程至关重要，包括胚胎发育、组织稳态、干细胞调节和细胞分化。在这种情境下，Wnt蛋白作为一种信号，通知星形胶质细胞移开并暴露突触。这使得小胶质细胞可以自由进入并吞噬那些暴露的、不活跃的突触。

这些发现的影响是广泛的。Schafer说："在我们体验周围世界的过程中，随着感觉体验的改变，大脑在发育期间会发生大量的重塑。可以想象，类似的事情也发生在其他情境中，比如学习和记忆过程中，或者睡眠期间。我们也在研究这是否可能涉及诸如自闭症和精神分裂症等疾病，在这些疾病中，这些重塑过程可能出错，或者在不恰当的时间和地点被异常上调，从而导致突触连接的丧失，以及像阿尔茨海默病这样的神经退行性疾病中的认知衰退。了解这些过程如何参与疾病是我们接下来重要的步骤之一。"（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Travis E. Faust et al, Microglia-astrocyte crosstalk regulates synapse remodeling via Wnt signaling, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.08.023.