中科院大連化學(xué)物理研究所解析神經(jīng)-免疫細(xì)胞互作網(wǎng)絡(luò)

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所單細(xì)胞分析研究組研究員陸瑤團(tuán)隊(duì)利用單細(xì)胞多種類分泌因子檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對神經(jīng)-免疫細(xì)胞互作網(wǎng)絡(luò)的解析。相關(guān)研究成果以“Mapping secretome-mediated interaction between paired neuronmacrophage single-cells”為題，發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

隨著全球人口逐步進(jìn)入老齡化階段，神經(jīng)退行性疾病正成為威脅人類健康的重大疾病之一。與神經(jīng)退行性疾病直接相關(guān)的是神經(jīng)細(xì)胞，但神經(jīng)細(xì)胞不是孤立存在的，神經(jīng)細(xì)胞需要通過物理接觸、生物分子的信號(hào)交換等手段與其他細(xì)胞進(jìn)行信息傳遞、相互作用，以協(xié)同完成生物學(xué)功能。

近年來，研究表明，神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)之間存在密切的相互作用。大腦內(nèi)免疫細(xì)胞在塑造、調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)功能中起到關(guān)鍵作用。盡管已有研究利用質(zhì)譜、PCR、單細(xì)胞/單核核酸測序（sc-RNAseq/snRNA-seq）等技術(shù)，在群體細(xì)胞水平或單細(xì)胞水平上致力于解析神經(jīng)-免疫細(xì)胞間的互作關(guān)系，而神經(jīng)-免疫細(xì)胞在生理和病理狀態(tài)下如何通過多種分泌因子信號(hào)介導(dǎo)相互作用尚不清楚。解析神經(jīng)-免疫細(xì)胞間互作網(wǎng)絡(luò)，可更清晰深入認(rèn)識(shí)神經(jīng)-免疫細(xì)胞通訊這一基礎(chǔ)生物學(xué)過程，并有望為剖析神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展、發(fā)現(xiàn)神經(jīng)退行性疾病的疾病診斷標(biāo)志物奠定重要的前期基礎(chǔ)。

本研究利用前期發(fā)展的單細(xì)胞多種類分泌因子檢測技術(shù)（PNAS，2019），實(shí)現(xiàn)了單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞12種分泌因子的同時(shí)檢測，包括細(xì)胞因子、神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)源性外泌體，并揭示了神經(jīng)細(xì)胞多種類分泌因子的異質(zhì)性和相關(guān)性；應(yīng)用于神經(jīng)-免疫配對單細(xì)胞互作研究發(fā)現(xiàn)，浸潤性巨噬細(xì)胞與常駐巨噬細(xì)胞（小膠質(zhì)細(xì)胞）對神經(jīng)細(xì)胞的分泌功能調(diào)控上具有不同效果，例如，浸潤性巨噬細(xì)胞一般傾向于抑制神經(jīng)細(xì)胞分泌外泌體，而小膠質(zhì)細(xì)胞則會(huì)促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞分泌外泌體。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默疾病（Alzheimer disease）模型下的神經(jīng)細(xì)胞與巨噬細(xì)胞或小膠質(zhì)細(xì)胞的相互作用，均導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的分泌增加。該研究為探索大腦微環(huán)境提供了新的技術(shù)支持，并有望為神經(jīng)退行性疾病發(fā)生、發(fā)展以及標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)參考。

此項(xiàng)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等的支持。