中科院大连化学物理研究所解析神经-免疫细胞互作网络

近日，中国科学院大连化学物理研究所单细胞分析研究组研究员陆瑶团队利用单细胞多种类分泌因子检测技术，实现了对神经-免疫细胞互作网络的解析。相关研究成果以“Mapping secretome-mediated interaction between paired neuronmacrophage single-cells”为题，发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

随着全球人口逐步进入老龄化阶段，神经退行性疾病正成为威胁人类健康的重大疾病之一。与神经退行性疾病直接相关的是神经细胞，但神经细胞不是孤立存在的，神经细胞需要通过物理接触、生物分子的信号交换等手段与其他细胞进行信息传递、相互作用，以协同完成生物学功能。

近年来，研究表明，神经系统和免疫系统之间存在密切的相互作用。大脑内免疫细胞在塑造、调控神经细胞神经功能中起到关键作用。尽管已有研究利用质谱、PCR、单细胞/单核核酸测序（sc-RNAseq/snRNA-seq）等技术，在群体细胞水平或单细胞水平上致力于解析神经-免疫细胞间的互作关系，而神经-免疫细胞在生理和病理状态下如何通过多种分泌因子信号介导相互作用尚不清楚。解析神经-免疫细胞间互作网络，可更清晰深入认识神经-免疫细胞通讯这一基础生物学过程，并有望为剖析神经退行性疾病的发展、发现神经退行性疾病的疾病诊断标志物奠定重要的前期基础。

本研究利用前期发展的单细胞多种类分泌因子检测技术（PNAS，2019），实现了单个神经细胞12种分泌因子的同时检测，包括细胞因子、神经营养因子和神经源性外泌体，并揭示了神经细胞多种类分泌因子的异质性和相关性；应用于神经-免疫配对单细胞互作研究发现，浸润性巨噬细胞与常驻巨噬细胞（小胶质细胞）对神经细胞的分泌功能调控上具有不同效果，例如，浸润性巨噬细胞一般倾向于抑制神经细胞分泌外泌体，而小胶质细胞则会促进神经细胞分泌外泌体。进一步研究发现阿尔茨海默疾病（Alzheimer disease）模型下的神经细胞与巨噬细胞或小胶质细胞的相互作用，均导致促炎细胞因子的分泌增加。该研究为探索大脑微环境提供了新的技术支持，并有望为神经退行性疾病发生、发展以及标志物的发现提供数据参考。

此项研究工作得到了国家自然科学基金、中科院青年创新促进会等的支持。