
2025年4月7日,深圳市宝安区妇幼保健院陈晓燕博士作为共同第一作者与中国科学院深圳先进技术研究院李汉杰课题组在Cell期刊上发表了题为"Peripheral nervous system microglia-like cells regulate neuronal soma size throughout evolution"的文章。该团队鉴定出一类新型的外周神经系统驻留巨噬细胞群体,其转录组特征、表观遗传特征、蛋白表达谱、发育起源及功能特性均与中枢神经系统小胶质细胞(CNS microglia)高度一致。基于这些特征,研究人员将其命名为外周神经系统小胶质细胞(PNS microglia)。研究发现PNS microglia能够直接包裹外周神经元胞体,并参与调控神经元胞体增大和轴突生长过程,这对维持外周神经元的正常成熟和功能至关重要。
小胶质细胞的亲兄弟
人们很早就知道,大脑中有一类特殊的细胞,被称作小胶质细胞(microglia)。它们有点像神经中枢里的“监工”,能够及时清除大脑中的病原体、病灶以及坏掉的神经元,并且触发炎症反应,维持大脑的正常工作。经过多年研究,科学家得出结论:小胶质细胞是适应了中枢神经系统工作环境的特殊巨噬细胞,因此只有在中枢神经系统里才有小胶质细胞。由于中枢神经系统的特殊工作环境(封闭、细胞密集),它们确实需要一些特殊的巨噬细胞,因此长久以来并没有人提出过质疑。
研究团队采用一种称为“数据驱动”的研究策略。我们不知道其它地方有没有小胶质细胞,但我们可以像全国人口普查一样,普查全身的细胞。2023年,我院母胎医学团队与李汉杰研究员团队公布了他们的普查结果:在人类发育阶段的多个系统中,基本都发现了与小胶质细胞非常相似的细胞。
重大突破!我院母胎医学团队研究成果登国际顶级期刊《Cell》,发现巨噬细胞新角色
这些细胞与小胶质细胞有相似的转录组、蛋白质以及发育起源。团队因此证明了小胶质细胞并非中枢神经系统独有,这是教科书级别的发现。然而,在这一轰动性的发现之余,研究团队还察觉到了一个不起眼的盲点。
外周神经系统
脊椎动物的神经系统分为两部分:一部分是由大脑、脊髓构成的中枢神经系统(简称CNS),另一部分是由外围神经等组成的外周神经系统(简称PNS)。
现在我们知道,小胶质细胞并非中枢神经系统独有了,那么最应该发现也有小胶质细胞的,应该是与中枢最亲密的外周神经系统。然而,在小鼠和大鼠模型的外周神经系统展开地毯式搜索,研究者都没有发现小胶质细胞的踪影。
此时,团队没有急于下结论,而是及时调整了研究策略,想要试试在人、猴和猪的外周神经系统里会不会有发现,结果真的发现了与小胶质细胞极为相似的细胞!
新的谜题也随之而来:为什么小鼠外周神经系统中没有,而人猴猪就有呢?那么其它的动物有没有呢?
当科研团队化身"生物侦探",带着放大镜开始跨物种追踪时,自然界的奇妙剧本逐渐揭开——这场小胶质细胞的"环球巡演"名单上,赫然出现了人、马、猪、骆驼等大型动物。而在缺席名单里,则有小鼠、兔子以及斑马鱼等"。
读到这里的生物侦探们,是否已经捕捉到了关键线索?就像福尔摩斯总能发现袖口沾着特殊花粉的细节,这个名单里暗藏着一个令人拍案叫绝的生物学彩蛋:没错!答案就是体型。大型动物的外周神经系统中含有小胶质细胞,而小型动物体内则不含。
为了验证这一猜想,研究者一鼓作气地接连分析了24种不同的动物,确认了这一结论。不仅如此,他们还发现,体型越大的动物,外周神经系统中含有的小胶质细胞就越丰富;体型相对越小,那么含有的小胶质细胞也就越少。这一进化分布特征不仅直接证实了研究团队的初始假设,同时为外周神经系统小胶质细胞参与神经元胞体生长的调控功能提供了有力佐证。从进化选择角度来说,由于外周神经系统小胶质细胞在大体型物种中经历了更大的选择压力,因而在自然选择过程中被优先保留,最终形成其与物种体型特征密切相关的独特分布模式。
基于对24种脊椎动物的系统发育分析,结合单细胞转录组学、表观遗传学、特征蛋白表达谱和发育起源等多维度的研究证据,该研究首次在外周神经系统中鉴定出一类与物种体型特征相关且能够包裹神经元胞体的PNS microglia。进一步的功能研究表明,PNS microglia在外周神经元胞体增大、轴突延伸和功能成熟等关键过程中发挥着重要作用。这一系列发现不仅揭示了新型的免疫-神经相互作用机制,同时显著拓展了科学界对小胶质细胞分布和功能特性的认知边界。PNS microglia的发现不仅颠覆了持续百年的传统观点,更为研究外周神经系统发育及相关疾病的发病机制提供了全新的理论视角。
陈晓燕博士学术简介
陈晓燕 博士,副主任医师、副教授,博士生导师,现任深圳市宝安区妇产生殖疾病临床研究中心主任、深圳市宝安区妇幼保健院母胎医学研究所所长。
学术任职:中国女医师协会母胎医学专委会副主任委员、中华医学会围产医学分会感染与免疫学组委员、广东省医学会妇产科学分会委员、广东省医学会围产医学分会青委会副主任委员、深圳市医学会医学微生态专会常务委员、深圳市医学会母胎医学专委会委员、深圳市医学会母胎医学专委会青委会副主任委员。
研究方向为复发性流产、母胎界面微环境、胚胎发育、子宫结构及功能等临床及基础研究。发表学术论文50余篇,其中以第一作者/通讯作者(含共同贡献)在Cell、Lancet Rheumatology、AJOG等期刊发表论文20余篇,主持国家级、省级、市级课题共11项。获2022年日内瓦国际发明展银奖、2023年亚太生殖医学青年学者奖。
Reproductive Biology and Endocrinology、BMC Pregnancy and Childbirth、《中国计划生育和妇产科》期刊编委。