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精神分裂癥和阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生，很大程度上與小膠質(zhì)細(xì)胞的功能障礙有關(guān)。為了更深入地探索小膠質(zhì)細(xì)胞在病理中的角色，我們需要一個(gè)可以模擬人體的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀，F(xiàn)在，這些模型大多源于人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（hiPSC）所產(chǎn)生的小膠質(zhì)細(xì)胞。然而，將人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（hiPSC）分化為小膠質(zhì)細(xì)胞是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，并且其分化過程通常較為緩慢，這使得它不太適合用于高通量的臨床試驗(yàn)。另一個(gè)值得注意的問題是，誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）的表現(xiàn)并不總是與體內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞相似。

然而，最新的研究已經(jīng)成功地從單核細(xì)胞中分化成了誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs），并從免疫學(xué)、行為學(xué)以及遺傳學(xué)的角度對其進(jìn)行了深入的驗(yàn)證。誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）的生成周期不超過兩周，這比從人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（hiPSC）中培養(yǎng)小膠質(zhì)細(xì)胞通常所需的40天時(shí)間要短得多。因此產(chǎn)生的誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）對于深入了解如精神分裂癥和阿爾茨海默?。ˋD）這樣的神經(jīng)系統(tǒng)疾病非常有幫助。

小膠質(zhì)細(xì)胞簡介
小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中扮演著免疫細(xì)胞的角色，對于大腦的正常運(yùn)作起到了關(guān)鍵作用。在正常生理過程中，小膠質(zhì)細(xì)胞主要在神經(jīng)生成、突觸修剪和吞噬活動(dòng)中起到關(guān)鍵作用，而不進(jìn)行免疫監(jiān)視。但是，當(dāng)面臨壓力或過度的刺激時(shí)，小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)被激活并轉(zhuǎn)入促炎狀態(tài)（M1）。當(dāng)小膠質(zhì)細(xì)胞過度活躍時(shí)，它們會(huì)釋放出如IL-1β、IL-6、TNF-α等神經(jīng)毒性因子和細(xì)胞因子。如果被激活的時(shí)間過長，它們會(huì)誘發(fā)神經(jīng)元凋亡和腦部損傷。這種現(xiàn)象在多種神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)退行性疾病中都有所體現(xiàn)。

這是一種與小膠質(zhì)細(xì)胞相似的小膠質(zhì)細(xì)胞

驗(yàn)證誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs），首先需要對其形態(tài)進(jìn)行評估。從相位對比的角度看，iMGs在第5天開始出現(xiàn)分枝，到了第10-14天，它們的外觀像是典型的靜息小膠質(zhì)細(xì)胞，擁有一個(gè)小細(xì)胞體和多個(gè)分枝。誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞（iMacs）呈現(xiàn)出明顯的“煎蛋"狀特征，其細(xì)胞體表現(xiàn)為擴(kuò)張的圓形結(jié)構(gòu)。
研究團(tuán)隊(duì)將他們的研究焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了小膠質(zhì)細(xì)胞的特異性標(biāo)記物上，并對跨膜蛋白119（TMEM119）以及嘌呤能受體P2RY12進(jìn)行了深入探討。盡管它們被視為小膠質(zhì)細(xì)胞du特標(biāo)記，巨噬細(xì)胞卻不具備這些標(biāo)記。利用抗TMEM119和抗P2Y12受體（胞外）抗體，可以明確地觀察到誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）表達(dá)TMEM119和P2RY12，但是誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞（iMacs）卻沒有（如圖1所示）。這清晰地展示了TMEM119與P2RY12是如何區(qū)分iMG細(xì)胞與由單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞的。

誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）表達(dá)小膠質(zhì)細(xì)胞的特定標(biāo)記物（如TMEM119和P2RY12）以及其他髓系特異性標(biāo)記物。免疫細(xì)胞化學(xué)結(jié)果表明，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞（iMacs）和誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）的來源是外周單核細(xì)胞。（A）iMG細(xì)胞表達(dá)du特的小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物TMEM119（b）和P2RY12（d），而P2Y12受體（細(xì)胞外）在iMacs（a c）中并未表達(dá)。（B）在iMacs和iMG細(xì)胞中，髓系標(biāo)記物都有所表達(dá)，例如Iba1（a b）、PU.1（c d）、CX3CR1（e f）以及TREM2（g h）。圖片來源：Banerjee A et al.2021；15:629279.doi:10.3389/fncel.2021.629279

行為像小膠質(zhì)細(xì)胞的小膠質(zhì)細(xì)胞

盡管這些細(xì)胞在外觀上似乎與小膠質(zhì)細(xì)胞相似，但它們的行為真的與小膠質(zhì)細(xì)胞相似嗎？作為一種免疫細(xì)胞，小膠質(zhì)細(xì)胞具有吞噬功能：它們能清除已經(jīng)死亡或?yàn)l臨死亡的細(xì)胞，以及其他未折疊的蛋白質(zhì)，例如淀粉樣蛋白β（Aβ），Aβ被認(rèn)為是阿爾茨海默?。ˋD）的明顯標(biāo)志。

研究團(tuán)隊(duì)利用Aβ42模擬了我們在阿爾茨海默病患者身上觀察到的場景。通過顯微鏡和流式細(xì)胞儀的觀察，可以清晰地看到Aβ42與熒光基團(tuán)的連接，四小時(shí)之后，iMGs已經(jīng)wan全吞噬了外源Aβ42。這項(xiàng)研究首ci揭示了由單核細(xì)胞產(chǎn)生的小膠質(zhì)細(xì)胞具有吞噬外源性Aβ蛋白的能力。

關(guān)于小膠質(zhì)細(xì)胞及其遺傳學(xué)的研究

最終，研究團(tuán)隊(duì)對iMG基因的表達(dá)譜和腦源性小膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析。通過聚類分析，發(fā)現(xiàn)iMG基因的表達(dá)與腦源性小膠質(zhì)細(xì)胞或由hiPSC誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞密切相關(guān)。

誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）表達(dá)了與小膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān)的特定基因，這些基因涉及到突觸囊泡的調(diào)控、離子轉(zhuǎn)運(yùn)、突觸組織的相關(guān)基因，以及在補(bǔ)體系統(tǒng)中的某些基因。這些數(shù)據(jù)揭示了誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）在基因表達(dá)譜上與生理有著密切的關(guān)聯(lián)。

誘導(dǎo)產(chǎn)生的小膠質(zhì)細(xì)胞與小膠質(zhì)細(xì)胞在性質(zhì)上是相似的
以上實(shí)證研究表明，誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（iMGs）能夠作為研究人類大腦中駐留小膠質(zhì)細(xì)胞的生理模型。這一易于操作且具有可擴(kuò)展性的模型，對于深入理解精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的成因具有高的價(jià)值。

部分相關(guān)產(chǎn)品：

關(guān)于Alomone

Alomone是來自以色列的離子通道專家，提供與離子通道和膜蛋白（TRP通道、鈉/鉀/鈣通道、水通道、GPCRs）相關(guān)的抗體、拮抗劑/激動(dòng)劑（小分子化合物和毒素）、神經(jīng)生長因子等。

優(yōu)寧維作為Alomone在中國區(qū)的du家授權(quán)代理商，建立了中國現(xiàn)貨庫，為廣大客戶帶去更快的物流，更好的服務(wù)。

相關(guān)文獻(xiàn)：

Banerjee A, Lu Y, Do K, Mize T, Wu X, Chen X, Chen J. Validation of Induced Microglia-Like Cells (iMG Cells) for Future Studies of Brain Diseases. Front Cell Neurosci. 2021 Apr 9;15:629279. doi: 10.3389/fncel.2021.629279. PMID: 33897370; PMCID: PMC8063054.