研究揭示了一种新的细胞类型它参与出生后早期发育过程中许多重要的大脑功能

这项研究由塞维利亚大学 IBiS 和卡罗林斯卡学院联合领导，有助于了解对人类行为具有决定性功能的神经系统是如何成熟的。这项深入的研究强调了小胶质细胞的作用，小胶质细胞是一组细胞，由于其参与阿尔茨海默氏病等各种脑部病理，近年来已成为大量信息的主题。

小胶质细胞及其在大脑发育中的作用

中枢神经系统 (CNS) 中发现的一组免疫细胞被称为小胶质细胞。这些细胞是中枢神经系统抵御损伤、感染和其他威胁的第一道防线。它们还在维持神经元稳态、消除废物和重塑突触(神经元之间的连接)方面发挥着重要作用。

“小胶质细胞历来被定义为大脑的巨噬细胞，因此属于先天免疫系统，”塞维利亚大学生物化学和分子生物学教授、IBiS 神经元衰老小组首席研究员 José Luis Venero 解释道。 。“然而，它是一个非常动态的细胞，而且越来越清楚的是，这个群体在中枢神经系统的非常重要的功能中也发挥着决定性作用：在大脑连接、神经发生调节(新神经元的出现)、神经元兴奋性调节等”。

在中枢神经系统的发育过程中，在胚胎早期和产后早期，许多神经系统是相互连接的。这就是中枢神经系统的组成部分。小胶质细胞在此过程中发挥着关键作用。这些阶段的潜在变化与神经发育疾病有关，例如自闭症谱系障碍、双相情感障碍和各种认知问题。

发现 ARG1+ 小胶质细胞

在这项研究中，由瑞典卡罗林斯卡大学环境医学研究所和西班牙塞维利亚大学领导的国际研究小组描述了小胶质细胞的特定子集如何表达精氨酸酶-1。因此，这组细胞被命名为 ARG1+ 小胶质细胞。根据这项研究，它有助于小鼠出生后早期发育过程中神经元胆碱能系统的建立，该系统参与大脑的许多重要功能。

通过对这些动物进行全脑成像，发现 ARG1+ 小胶质细胞存在于发育中大脑的特定区域，主要是基底前脑和腹侧纹状体，其中存在大量胆碱能神经元体。ARG1+ 小胶质细胞亚类与这些大脑区域内已知的稳态小胶质细胞 (ARG1-) 共存，表明它们必须具有内在特性。对其基因组的测序分析表明，与不表达 ARG1 的小胶质细胞相比，ARG1+ 小胶质细胞表现出独特的基因表达谱。

“我们的研究已经确定了胆碱能系统成熟过程中的一个特定的小胶质细胞亚群，”维内罗教授说。

“当患有阿尔茨海默病时，它会受到强烈影响。事实上，大多数新发现的阿尔茨海默病风险基因都与小胶质细胞非常精确地相关。” 正如教授指出的，这种关系可能揭示 ARG1+ 小胶质细胞与阿尔茨海默病等疾病发病之间的相关性。

“我们研究中发现的小胶质细胞群是否与这种疾病有直接关系还有待观察，”维内罗说。“然而，值得注意的是，阿尔茨海默氏病在女性中的发病率较高。有趣的是，我们的研究表明，选择性消除小胶质细胞中表征该亚群的基因[确定为精氨酸酶-1]会导致长期记忆缺陷研究小组成员、塞维利亚大学生物化学和分子生物学系高级讲师 Rocío Ruiz 解释道。

这项研究让人们更好地了解大脑发育以及小胶质细胞多样性对该过程的贡献，并且还可能为如何管理具有认知成分的神经发育或神经退行性疾病提供新线索。这位专家表示：“必须考虑到，我们的研究提供了非常相关的见解，可以帮助我们了解在我们的行为中起决定性作用的神经系统是如何成熟的。”

从偶然发现到未来对抗阿尔茨海默病的斗争

这项研究是七年工作的成果，用研究人员的话来说，代表了“不同国家和国际团体参与的巨大集体努力”。

该研究由瑞典卡罗林斯卡学院的 Bertrand Joseph 博士和塞维利亚生物医学研究所 (IBiS) 的 José Luis Venero 博士共同领导，并由巴勃罗·德·奥拉维德大学的两个小组进行全国合作(UPO)由 Jose Ángel Armengol 博士和 Antonio Rodríguez-Moreno 博士领导。

“最大的挑战是识别和表征新的小胶质细胞亚群的功能，”维内罗教授再次说道。“这个亚群的最初鉴定完全是偶然的。伯特兰·约瑟夫(Bertrand Joseph)小组的博士后学生瓦西利斯·斯特拉图利亚斯(Vassilis Stratoulias)开始在幼鼠的脑组织上测试一系列抗体，发现与胆碱能组织相关的区域有选择性标记。随后，我们共同努力表征其功能，结果导致小胶质细胞中 ARG1 基因被选择性删除[消除]。

过去七年中，结合转录组学、细胞和分子生物学、行为学、电子显微镜和电生理学技术的进一步研究使该小组确定并理解了 ARG1+ 小胶质细胞群体如何参与长期记忆和学习的成熟和建立流程。

“我们的研究强化了一个普遍观点，即中枢神经系统内存在不同的小胶质细胞亚群，具有不同的功能。小胶质细胞异质性在大脑发育阶段尤其重要。不正确的小胶质细胞功能可能是主要神经发育疾病甚至神经退行性疾病(例如阿尔茨海默病或帕金森病)的病因病理学的触发因素。这项研究有助于开辟新的途径，以更好地了解它们是如何发生的以及我们如何应对它们，”专家说。这项研究有助于开辟新的途径，使我们能够更好地了解它们是如何发生的以及我们如何应对它们， “专家说。

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