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《细胞》:颠覆百年认知!中国科学家首次发现,外周神经系统竟然也有大脑专属的小胶质细胞,而且与外周神经元胞体大小有关

来源:奇点网 2025-04-11 09:48

,我国科学家首次证实,人体外周神经系统中存在小胶质细胞。对外周神经系统发育和相关疾病发生等科研问题,外周小胶质细胞的存在提供了新的理解视角。

就在今天早上,打开“小胶质细胞”的维基百科界面,还可以看到第一句就写着“小胶质细胞是一种位于中枢神经系统(CNS)中的神经胶质细胞”。仅存在于中枢神经系统,这是自小胶质细胞被发现百余年以来的一贯认知。

这个观点在今天被打破了。

《细胞》杂志今日发表了来自中国科学院深圳先进技术研究院李汉杰团队的论文,我国科学家首次证实,人体外周神经系统中存在小胶质细胞。对外周神经系统发育和相关疾病发生等科研问题,外周小胶质细胞的存在提供了新的理解视角。

 

 

自被发现以来,小胶质细胞一直被认为是中枢神经系统特有的免疫细胞亚群。

人类从19世纪开始探寻神经细胞的奥秘。伴随着染色技术的发展,我们逐渐能够区分、鉴定不同的神经细胞。1919年,西班牙神经科学家Pío del Río Hortega首次通过改进的银染色法鉴定到了小胶质细胞,并且在随后的1921年以同样的技术发现了少突胶质细胞。

小胶质细胞是神经元和星形胶质细胞之外的第三种重要神经细胞,是大脑中常驻的免疫细胞、中枢神经系统的最主要安全防线,在大脑中占比约10-15%。小胶质细胞具有丰富的功能,在中枢神经发育、免疫监视、阿尔茨海默病和帕金森综合征等退行性变中都扮演着重要角色。关注阿尔茨海默病的读者一定知道,近年来疾病中小胶质细胞的功能变化非常受关注。

追究起源,小胶质细胞和巨噬细胞是一家人。在胚胎阶段,卵黄囊来源的巨噬细胞祖细胞迁移到了不同的生态位,局部分化为多种组织特异的巨噬细胞。啮齿动物研究结果显示,停留在中枢神经的巨噬细胞祖细胞就会相应分化向小胶质细胞,并参与中枢神经系统的发育。

2023年9月,李汉杰团队在《细胞》杂志发表论文,建立了国际上覆盖组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的人类免疫系统发育图谱。

 

 

在这项研究中,科学家们发现,在人类发育的早期阶段,胎儿的皮肤、睾丸和心脏等多个外周组织中存在大量的分子和形态与中枢小胶质细胞极其相似的小胶质细胞样细胞。

这让研究者们猜测,或许外周神经系统中,也是存在小胶质细胞的。

 

论文总结图示

 

为了验证这个猜测,研究者们对人、食蟹猴、猪、大鼠和小鼠的神经免疫细胞进行了单细胞转录组测序,在前三者的外周神经节中发现了与大脑小胶质细胞表达特征高度相似的细胞群。表观遗传学特征上,这组细胞和小胶质细胞也非常一致,研究者认为,这组细胞就是所谓的外周小胶质细胞(PNS microglia)。

值得注意的是,在实验对象中,外周小胶质细胞仅存在于人、食蟹猴和猪中,在大鼠和小鼠中却并没有发现。这两种最常用的实验动物并没有外周小胶质细胞,难怪过去的100多年里科学家们没发现外周小胶质细胞的踪迹了。

 

功能上,外周小胶质细胞位于神经元和卫星胶质细胞之间,形成了三层的“夹心”结构。这一发现颠覆了以往的“神经元-卫星胶质细胞”结构模型。

 

外周小胶质细胞的存在颠覆了旧模型

 

有趣的是,研究者对比了不同外周神经部位,发现外周小胶质细胞数量越多的部位,神经元胞体越大。研究者猜测,外周小胶质细胞可能是神经元胞体膨大、轴突生长和功能必需的。

这一猜测也得到了演化溯源结果的验证。

研究者分析了24种脊椎动物的背根神经节,发现外周小胶质细胞的存在与否并不取决于进化距离,而是与物种体型关系更大。

 

外周小胶质细胞存在与否与动物体型有关

 

外周神经系统中也存在小胶质细胞,这一发现挑战了长期以来小胶质细胞仅存在于中枢神经系统的传统观念,拓展了我们对神经系统免疫细胞分布和功能的理解。该研究为深入探讨外周神经系统的免疫监视机制以及相关疾病的防治策略提供了新的视角和研究方向。

参考资料:

[1]Wu et al., Peripheral nervous system microglia-like cells regulate neuronal soma size throughout evolution,Cell (2025), https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.007

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