摘要:中枢神经系统中除包含神经元外,还存在胶质细胞,后者的主要类型包括星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞。其中星形胶质细胞是哺乳动物中枢神经系统中最丰富的胶质细胞,可在从中枢神经系统的结构支持到调节与许多神经和精神疾病相关的神经炎症起着关键作用[1]。众所周知,
撰文:陈雅丽
审阅:周诚,张东航
中枢神经系统中除包含神经元外,还存在胶质细胞,后者的主要类型包括星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞。其中星形胶质细胞是哺乳动物中枢神经系统中最丰富的胶质细胞,可在从中枢神经系统的结构支持到调节与许多神经和精神疾病相关的神经炎症起着关键作用[1]。众所周知,小胶质细胞是中枢神经系统的主要常驻免疫细胞,提供初始宿主防御并协调免疫反应[2]。少突胶质细胞负责轴突髓鞘形成,并在中枢神经系统内实现快速跳跃脉冲传播,与许多神经退行性疾病有关[3, 4]。尽管有明确的证据表明脊髓胶质细胞在感觉知觉、加工和运动行为中起着关键作用,但其细胞、功能和空间分布的异质性仍不清楚。近年来,利用单细胞RNA测序(scRNA-seq)或单核RNA测序(snRNA-seq)揭示了中枢神经系统特定胶质细胞的细胞和分子异质性。尽管通过单细胞或单核RNA测序实现了对动物模型中神经胶质亚型和功能异质性的了解,但由于技术障碍和获得高质量组织标本的机会有限,人类脊髓中的胶质细胞和功能异质性的信息有限。人类脊髓胶质细胞的功能和空间分布需要更多的研究来探索和验证。
最近,来自中国四川大学华西医院周诚和张东航团队在《中国神经再生研究(英文版)》(Neural Regeneration Research)发表的研究描绘了人类脊髓中神经胶质细胞的复杂细胞组成和转录组图谱,并提供了人类和小鼠以及男性和女性之间神经胶质细胞保守和差异表达谱的重要资源。
周诚和张东航等首先通过单细胞核测序技术在成人腰段脊髓组织中,星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞分别被分为6个不同的转录组亚簇(图1)。在小鼠腰段脊髓中,星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞分别被分为5个、4个和5个不同的转录组亚簇(图2)。
图1 人类脊髓神经胶质亚型的鉴定(图源:Chen et al., Neural Regen Res, 2025)
图2小鼠脊髓神经胶质亚型的鉴定。(图源:Chen et al., Neural Regen Res, 2025)
接着,周诚和张东航等将人类转录组数据与小鼠转录组数据进行比对。当细分到特定的胶质细胞类型时,小鼠和人类之间所有类型的胶质细胞都存在显著的异质性,包括星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞(图3)。
图3 经典标记基因在脊髓胶质细胞中的表达谱(图源:Chen et al., Neural Regen Res, 2025)
最后,周诚和张东航等比较了人类不同性别间脊髓胶质细胞亚群的基因表达异同。在所有的星形胶质细胞中,男性的NEAT1和CHI3L1水平高于女性,而CST3水平低于女性。对于所有的小胶质细胞,所有的差异基因都位于性别染色体上。除性别特异性基因外,女性脊髓中所有少突胶质细胞比男性含有更多的MT-ND4、MT2A、MT-ATP6、MT-CO3、MT-ND2、MT-ND3和MT-CO2。具体胶质细胞亚型的基因表达差异见图4。
图4 脊髓胶质细胞基因表达的性别差异(图源:Chen et al., Neural Regen Res, 2025)
总之,该研究描绘了人类脊髓中神经胶质细胞的复杂细胞组成和转录组图谱,并提供了人类和小鼠以及男性和女性之间神经胶质细胞保守和差异表达谱的重要资源。
原文链接:https://doi.org/10.4103/NRR.NRR-D-23-01876
参考文献
[1] Ogaki A, Ikegaya Y, Koyama R. Extracellular vesicles taken up by astrocytes. Int J Mol Sci. 2021;22(19):10553.
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[3] Moore S, Meschkat M, Ruhwedel T, et al. A role of oligodendrocytes in information processing. Nat Commun. 2020;11(1):5497.
[4] Malta I, Moraes T, Rodrigues G, et al. The role of oligodendrocytes in chronic pain: cellular and molecular mechanisms. J Physiol Pharmacol. 2019;70(5):667-674.
文章来源:Chen Y, Wei Y, Liu J, Zhu T, Zhou C, Zhang D (2025) Spatial transcriptomics combined with single-nucleus RNA sequencing reveals glial cell heterogeneity in the human spinal cord. Neural Regen Res 20(11):3302-3316.
来源:中国神经再生研究杂志