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我所利用單細胞分泌分析技術解析神經—免疫細胞互作網絡

  近日,我所單細胞分析研究組(1820組)陸瑤研究員團隊利用單細胞多種類分泌因子檢測技術,實現了對神經—免疫細胞互作網絡的解析。

  隨著全球人口逐步進入老齡化階段,神經退行性疾病正成為威脅人類健康的重大疾病之一。與神經退行性疾病直接相關的是神經細胞,但神經細胞并不是孤立存在的,神經細胞需要通過物理接觸、生物分子的信號交換等諸多手段與其他細胞進行信息傳遞、相互作用,以協同完成生物學功能。

  近年來的研究表明,神經系統和免疫系統之間存在密切的相互作用,大腦內免疫細胞在塑造、調控神經細胞神經功能中起到關鍵作用。盡管已有研究利用質譜、PCR、單細胞/單核核酸測序(sc-RNAseq/snRNA-seq)等技術,在群體細胞水平或在單細胞水平上致力于解析神經—免疫細胞間的互作關系,然而神經—免疫細胞在生理和病理狀態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—免疫細胞間互作網絡,不僅可以更清晰深入認識神經—免疫細胞通訊這一基礎生物學過程,也有望為理解神經退行性疾病的發展及其疾病診斷標志物的發現提供重要前期基礎。

  本工作中,研究團隊利用前期發展的單細胞多種類分泌因子檢測技術(PNAS,2019),實現了單個神經細胞12種分泌因子的同時檢測,包括細胞因子、神經營養因子和神經源性外泌體,揭示了神經細胞多種類分泌因子的異質性和相關性;將其應用于神經—免疫配對單細胞互作研究,發現浸潤性巨噬細胞與常駐巨噬細胞(小膠質細胞)對神經細胞的分泌功能調控上具有不同的效果,如浸潤性巨噬細胞一般傾向于抑制神經細胞分泌外泌體,而小膠質細胞則會促進神經細胞分泌外泌體。進一步地,研究人員發現阿爾茨海默疾?。ˋlzheimer disease)模型下的神經細胞與巨噬細胞或小膠質細胞的相互作用,均會導致促炎細胞因子的分泌增加。該研究為深入認識大腦微環境提供了新技術支持,并有望為神經退行性疾病發生、發展標志物的發現提供數據參考。

  相關結果以“Mapping secretome-mediated interaction between paired neuron-macrophage single-cells”為題,于近日發表在《美國國家科學院院刊》(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。上述工作得到國家自然科學基金、中科院青促會等項目的支持。(文/圖 鄧九)

  文章鏈接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2200944119

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