小膠質細胞對非典型神經元的過度反應可能導致自閉癥

當人們**次發現小膠質細胞時，它似乎只是支撐著神經元。但這一初步評估與事實相去甚遠。在其他作用中，它們吞噬入侵的病原體，分泌生長因子并修剪不必要的神經元連接。

英國牛津大學圣約翰學院的初級研究員Auguste Vadisiute說，神經元只做一件事，相比之下就比較懶惰了。她說，小膠質細胞是它們的支持系統，是神經元功能的關鍵調節者。

一些新的證據暗示小膠質細胞是自閉癥患者大腦連接改變的關鍵驅動因素。根據一項新的預印本，缺乏自閉癥相關基因SCN2A的小鼠比野生型小鼠有過度活躍的小膠質細胞和更少的神經元連接。研究發現，消耗小膠質細胞可以改善連通性。

來自印第安納州西拉斐特普渡大學的博士后研究員Jiaxiang Wu說，神經元中SCN2A的缺失——**表達該基因的細胞——可以刺激小膠質細胞的活動。他補充說，這項工作為通過控制免疫反應來治療自閉癥“提供了新的視角”。

新加坡免疫學網絡的高級首席研究員Florent Ginhoux沒有參與這項研究，他說，這些發現還強調了神經元與小膠質細胞相互作用的重要性。(它)揭示了神經元和小膠質細胞之間重要的串擾，而小膠質細胞是疾病的驅動因素。

過去十年的研究表明，過度的小膠質細胞活動可能對大腦產生有害影響。細胞在發育過程中過度激活——可能是由一種妊娠期感染——可能會改變連通性，使人們更容易患自閉癥。

為了支持這一理論，根據尸檢和現場成像研究，一些自閉癥患者有異常多的活躍小膠質細胞。這些細胞——在雄性和雌性老鼠的大腦中表現不同——可能會導致自閉癥的性別偏見。

然而，科學家們對小膠質細胞是否起主導作用或僅僅是對改變的大腦狀況作出反應感到困惑。到目前為止，證據指向前者。例如，另一項研究發現，在雄性小鼠中，背負過多蛋白質的小膠質細胞會引發類似自閉癥的行為。

但其中一些研究存在細微差別或爭議。2012年的一項研究表明，骨髓移植——小膠質細胞的來源——逆轉了Rett綜合征小鼠模型的特征。然而，隨后的調查未能重復這一發現。

在這項新的研究中，一小段DNA——被稱為“基因陷阱”——將SCN2A的表達減少到典型水平的25%。植入基因陷阱的小鼠表現出學習和記憶問題，突觸傳遞減少。

大腦記憶中樞——海馬體的神經元染色顯示樹突棘較少，樹突棘是接收其他神經元信號的微小神經元分支。這些脊椎更有可能處于未成熟狀態，形成的突觸也比平時少。這些變化早在出生后第30天就出現了，這與小鼠大腦中穩定的小膠質細胞水平一致。

來自SCN2A缺陷小鼠的小膠質細胞也產生了更多的溶酶體——充滿消化酶的細胞囊——這表明它們對突觸破壞的胃口更大。研究人員發現，用一種破壞小膠質細胞的藥物治療可以部分恢復突觸傳遞和脊柱密度。

研究小組發現，小膠質細胞的反應與人類神經元相似，他們使用由干細胞培養的大腦類器官來表達SCN2A中與自閉癥相關的突變。注入這些腦組織的小膠質細胞比注入由未突變神經元組成的類器官的小膠質細胞更活躍，也拆除了更多的突觸。

研究負責人、普渡大學藥物化學和分子藥理學副教授Yang Yang說，這項研究表明，小膠質細胞的活動，而不是SCN2A(一種幫助神經元發送電信號的鈉離子通道)的喪失，改變了大腦中的連通性。研究人員于9月在Research Square上發布了預印本。

Ginhoux說:“看到他們能夠在人類類器官中概括他們的關鍵觀察結果，這是非常令人著迷的。”但他們可以更進一步，他補充說，通過使用模型系統來了解導致小膠質細胞對非典型神經元產生不良反應的相互作用。

“實驗方法是***的，”沒有參與這項研究的威斯康星大學麥迪遜分校生物心理學名譽教授克里斯托弗·科(Christopher Coe)同意這一觀點。但他說，這些發現可能只代表了自閉癥人群的一小部分。“真的不止一種類型的自閉癥。很可能不會只有一種解釋。”

Yang計劃研究嵌合小鼠的神經連接，在嵌合小鼠中，SCN2A突變的人類神經元在小鼠大腦內發育。然后，他和他的團隊打算修復這個突變，看看小膠質細胞對神經元的反應是否不同。

這項研究和類似研究的發現也表明，小膠質細胞可能是一種治療靶點，這是一種已經被用于治療阿爾茨海默病的策略。然而，這種方法將要求科學家在消除細胞有害影響的同時保留細胞的有益作用，這并不容易，Yang說。“還有很長的路要走，但這是一個令人興奮的領域。”

Yang補充說，他希望更多的研究人員關注小膠質細胞。“當我們研究自閉癥時，我們從神經中心開始，”他說。早該給大腦“膠水”應有的作用了。

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