近日，我所單細(xì)胞分析研究組(1820組)陸瑤研究員團(tuán)隊(duì)利用單細(xì)胞多種類分泌因子檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)神經(jīng)—免疫細(xì)胞互作網(wǎng)絡(luò)的解析。

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)胞并不是孤立存在的，神經(jīng)細(xì)胞需要通過(guò)物理接觸、生物分子的信號(hào)交換等諸多手段與其他細(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(lái)的研究表明，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(cè)序(sc-RNAseq/snRNA-seq)等技術(shù)，在群體細(xì)胞水平或在單細(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，然而神經(jīng)—免疫細(xì)胞在生理和病理狀態(tài)下如何通過(guò)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)，不僅可以更清晰深入認(rèn)識(shí)神經(jīng)—免疫細(xì)胞通訊這一基礎(chǔ)生物學(xué)過(guò)程，也有望為理解神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展及其疾病診斷標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)提供重要前期基礎(chǔ)。

本工作中，研究團(tuán)隊(duì)利用前期發(fā)展的單細(xì)胞多種類分泌因子檢測(cè)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(cè)，包括細(xì)胞因子、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和神經(jīng)源性外泌體，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;將其應(yīng)用于神經(jīng)—免疫配對(duì)單細(xì)胞互作研究，發(fā)現(xiàn)浸潤(rùn)性巨噬細(xì)胞與常駐巨噬細(xì)胞(小膠質(zhì)細(xì)胞)對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的分泌功能調(diào)控上具有不同的效果，如浸潤(rùn)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)一步地，研究人員發(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，均會(huì)導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的分泌增加。該研究為深入認(rèn)識(shí)大腦微環(huán)境提供了新技術(shù)支持，并有望為神經(jīng)退行性疾病發(fā)生、發(fā)展標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)參考。

相關(guān)結(jié)果以“Mapping secretome-mediated interaction between paired neuron-macrophage single-cells”為題，于近日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)上。該工作的第一作者是我所1820組博士后鄧九。上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院青促會(huì)等項(xiàng)目的支持。