近日,中國科學院大連化學物理研究所單細胞分析研究組研究員陸瑤團隊利用單細胞多種類分泌因子檢測技術,實現(xiàn)了對神經(jīng)-免疫細胞互作網(wǎng)絡的解析。相關研究成果以“Mapping secretome-mediated interaction between paired neuronmacrophage single-cells”為題,發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。
隨著全球人口逐步進入老齡化階段,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的是神經(jīng)細胞,但神經(jīng)細胞不是孤立存在的,神經(jīng)細胞需要通過物理接觸、生物分子的信號交換等手段與其他細胞進行信息傳遞、相互作用,以協(xié)同完成生物學功能。
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)免疫細胞在塑造、調(diào)控神經(jīng)細胞神經(jīng)功能中起到關鍵作用。盡管已有研究利用質(zhì)譜、PCR、單細胞/單核核酸測序(sc-RNAseq/snRNA-seq)等技術,在群體細胞水平或單細胞水平上致力于解析神經(jīng)-免疫細胞間的互作關系,而神經(jīng)-免疫細胞在生理和病理狀態(tài)下如何通過多種分泌因子信號介導相互作用尚不清楚。解析神經(jīng)-免疫細胞間互作網(wǎng)絡,可更清晰深入認識神經(jīng)-免疫細胞通訊這一基礎生物學過程,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志物奠定重要的前期基礎。
本研究利用前期發(fā)展的單細胞多種類分泌因子檢測技術(PNAS,2019),實現(xiàn)了單個神經(jīng)細胞12種分泌因子的同時檢測,包括細胞因子、神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)源性外泌體,并揭示了神經(jīng)細胞多種類分泌因子的異質(zhì)性和相關性;應用于神經(jīng)-免疫配對單細胞互作研究發(fā)現(xiàn),浸潤性巨噬細胞與常駐巨噬細胞(小膠質(zhì)細胞)對神經(jīng)細胞的分泌功能調(diào)控上具有不同效果,例如,浸潤性巨噬細胞一般傾向于抑制神經(jīng)細胞分泌外泌體,而小膠質(zhì)細胞則會促進神經(jīng)細胞分泌外泌體。進一步研究發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默疾?。ˋlzheimer disease)模型下的神經(jīng)細胞與巨噬細胞或小膠質(zhì)細胞的相互作用,均導致促炎細胞因子的分泌增加。該研究為探索大腦微環(huán)境提供了新的技術支持,并有望為神經(jīng)退行性疾病發(fā)生、發(fā)展以及標志物的發(fā)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)參考。
此項研究工作得到了國家自然科學基金、中科院青年創(chuàng)新促進會等的支持。