PNAS：揭示小胶质细胞促进神经元产生突触机制

2022年3月12日讯/生物谷BIOON/---作为大脑的免疫细胞，小胶质细胞以吃掉不需要的东西（比如细菌和碎片）而闻名。在儿童早期，某些小胶质细胞会清除不需要的突触，以形成成年大脑中有组织的回路。如今，在一项新的研究中，美国冷泉港实验室（CSHL）的Linda Van Aelst教授及其同事们发现在小鼠中，小胶质细胞也帮助神经元生长出对认知功能至关重要的突触。相关研究结果在线发表在PNAS期刊上，论文标题为“Microglia regulate chandelier cell axo-axonic synaptogenesis”。

Van Aelst说，“大多数免疫细胞都会吃掉我们称之为垃圾的东西。但是我们观察到相反的情况。在一个特定的发育时间点，在正常的生理条件下，它们并没有吃掉我们观察到的任何突触，而是帮助突触的形成。这真是个惊喜。”

正是Van Aelst对一种罕见的称为枝状吊灯细胞（chandelier cell）的抑制性神经元类型的痴迷，激发了她对小胶质细胞的兴趣。枝状吊灯细胞因其神经纤维的华丽分支形状而得名。它们的这种结构与靶神经元的轴突初始段（axonal initial segment, AIS）直接接触，从而引发其放电。这种独特的突触使得枝状吊灯细胞能够同时对数百个邻近神经元的信号传导进行强有力的控制。

神经元的解剖学结构，图片来自Frontiers in Psychiatry, 2014, doi:10.3389/fpsyt.2014.00109。

Van Aelst解释说，“这些突触对于枝状吊灯细胞沉默兴奋性神经元至关重要。太多的兴奋会导致癫痫、精神分裂症和自闭症等疾病。”她想知道还有哪些细胞类型能调节这类突触的形成。

Van Aelst与研究生Nicholas Gallo和研究助理Artan Berisha一起，研究了小胶质细胞如何与枝状吊灯细胞相互作用。他们发现，小胶质细胞将它们的臂状突起包裹在枝状吊灯细胞及其靶神经元的突触形成结构周围，增加适当的突触形成。这类特殊的包裹在幼鼠和年轻小鼠中比在成年小鼠中更常见。

她说，“这真的很酷。这是小胶质细胞第一次被认为在这些独特的突触中具有促进生长的功能。”

这些作者随后测试了小胶质细胞受损时的情况。Van Aelst说，“我们观察到，前往枝状吊灯细胞与AIS接触地方的小胶质细胞较少。而且我们观察到所形成的这些突触的数量较少。”

她说，小胶质细胞“只是控制突触发生的参与者之一，但却是人们没有想到或预料到的关键参与者”。最终，这些作者希望看到小胶质细胞是否可能被招募来帮助治疗神经系统疾病。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Nicholas Gallo et al. Microglia regulate chandelier cell axo-axonic synaptogenesis. PNAS, 2022, doi:10.1073/pnas.2114476119.