?乐投letou生物报路：复旦大学脑科学转化钻研院彭勃课题组、复旦大学从属华山医院毛颖课题组和上海市心灵卫生中心袁逖飞课题组的钻研人员发展的结合攻关，，，，，，利用活细胞成像、严谨谱系追踪和药理学等多个伎俩对NeuroD1介导的幼胶质细胞-神经元沉编程景象进行了系统性索求。。。。。。2021年12月6日，，，，，，有关钻研成就以NeuroD1 induces microglial apoptosis and cannot induce microglia-to-neuron cross-lineage reprogramming为题，，，，，，颁发在神经科学顶级期刊《神经元》（Neuron）上（图1）。。。。。。

图1 论文首页

幼胶质细胞-神经元沉编程的构思

中枢神经系统（CNS）重要由神经元和胶质细胞组成。。。。。。与表周组织器官分歧，，，，，，成年后哺乳动物中枢神经系统的神经元险些不能再生。。。。。。在神经退行性病变中（如阿尔兹海默病、帕金森病、亨廷顿病和脑中风等），，，，，，神经元会大量殒命。。。。。。殒命的神经元无法再生，，，，，，从而造成不成逆的严沉脑职能危险。。。。。。与静态的神经元分歧，，，，，，胶质细胞拥有肯定的再生能力。。。。。。钻研人员提出通过病毒工具操控某个分子，，，，，，诱导胶质细胞产生沉编程（reprogramming；；；；；；；或转分化：conversion），，，，，，使其分化成神经元，，，，，，实现神经元的原位再生（in situ regeneration）。。。。。。从而利用一类可再生的细胞（胶质细胞）补充损失的不成再生的细胞（神经元），，，，，，实现神经退行性病变的医治。。。。。。胶质细胞的沉编程景象首吓咨德国马克斯·普朗克神经生物学钻研所的Magdalena G?tz教授课题组论述，，，，，，他们在2002年汇报了PAX6可诱导星形胶质细胞沉编程为神经元2。。。。。。随后，，，，，，一系列钻研聚焦在该钻研领域，，，，，，蕴含德州大学西南医学中心张春立课题组 (SOX2，，，，，，2013)，，，，，，宾夕法尼亚州立大学的陈作业题组 (NeuroD1, 2014)3，，，，，，HHMI的Marius Wernig和Thomas Südhof课题组 (ASCL1, 2014)4等。。。。。。这些规划均是通过操控单个因子，，，，，，将星形胶质细胞转造成神经元。。。。。。固然星形胶质细胞可能再生，，，，，，但是其再生能力相对较弱（即便在depletion-repopulation前提下，，，，，，星形胶质细胞均匀每天仅能再生0.7%）5。。。。。。因而，，，，，，钻研人员提出能否通过诱导其他再生能力强的胶质细胞类型沉编程为神经元。。。。。。

幼胶质细胞是中枢神经系统内再生能力最强的胶质细胞。。。。。。复旦大学彭勃课题组前期钻研发现，，，，，，幼胶质细胞于再殖前提下，，，，，，可能通过自我增殖的方式均匀每天再生20%的细胞6。。。。。。若是能通过诱导幼胶质细胞沉编程，，，，，，那么将相当于发现了一个无限无尽的补给源，，，，，，可用来大量补充受损的神经元。。。。。。来自日本的Kinichi Nakashima课题组，，，，，，于2019年报路了通过慢病毒异源性表白NeuroD1，，，，，，可诱导幼胶质细胞沉编程为神经元7。。。。。。然而，，，，，，领域内对该景象充斥争议。。。。。。重要争议集中在其道理性上：（1）前人所发现的星形胶质细胞-神经元沉编程，，，，，，两类细胞均是起源于神经表胚层谱系，，，，，，由radial glia分化而来，，，，，，亲缘关系较近，，，，，，可能会产生转分化。。。。。。而幼胶质细胞是由卵黄囊中的髓系细胞发育而来，，，，，，发育谱系差距很远。。。。。。若能诱导幼胶质细胞-神经元沉编程，，，，，，则这是一类跨谱系的转变，，，，，，理论上是难以实现的。。。。。。（2）前人所发现介导星形胶质细胞-神经元沉编程的因子（如NeuroD1）均是radial glia分化过程中与细胞命运决定有关的因子。。。。。。然而，，，，，，NeuroD1并不表白在幼胶质细胞地点的髓系谱系中，，，，，，跨谱系表白如此沉要的先导因子（pioneer factor）能否有相应的下游元件支持神经表胚层谱系细胞的命运决定亦存疑。。。。。。同时，，，，，，近期还存在关于NeuroD1介导的星形胶质细胞-神经元沉编程是否是尝试假象的沉大争议8。。。。。。

证明胶质细胞沉编程的三个根基准则

惊人且沉大的结论必须进行严谨的求证。。。。。。在该钻研中，，，，，，钻研人员提出了充分证明胶质细胞-神经元沉编程所需的三个根基准则：（1）通过严谨的明确的（unambiguous）谱系追踪，，，，，，设置合理设计的对照组（well-designed control）证明，，，，，，并排除存在病毒泄漏的可能性；；；；；；；（2）通过明确的（unambiguous）活体/活细胞成像证据，，，，，，观察到胶质细胞-神经元的转变过程；；；；；；；（3）若是杀掉该类型的胶质细胞，，，，，，那么该因子所介导的胶质细胞-神经元转分化将不会产生。。。。。。

首先是谱系追踪，，，，，，钻研人员利用他莫昔芬诱导CX3CR1-CreER::Ai14幼鼠的险些所有幼胶质细胞特异性表白tdTomato（永远象征，，，，，，即便细胞命运产生转变，，，，，，依然会表白tdTomato）。。。。。。接下来，，，，，，通过慢病毒hCAG-NeuroD1-T2A-GFP或hCD68-NeuroD1-T2A-GFP习染幼胶质细胞。。。。。。若是幼胶质细胞表白NeuroD1后可能沉编程为神经元，，，，，，那么将能发现一批tdTomato+ GFP+神经元。。。。。。然而，，，，，，该团队并没有发现这群双荧光象征阳性神经元的存在（图2）。。。。。。为了充分验证该景象，，，，，，钻研团队在CX3CR1+/GFP幼鼠脑内引进CMV-DIO-mCherryforward-(NeuroD1-T2A-GFP)reverse或CMV-DIO-mCherryforward-GFPreverse慢病毒用来习染脑细胞（图3A）。。。。。。若是NeuroD1可能诱导幼胶质细胞-神经元沉编程，，，，，，则能在第一个病毒处置后观察到GFP+神经元，，，，，，而作为对照组的第二个病毒将观察不到。。。。。。然而，，，，，，不论是通过何种病毒诱导，，，，，，均能观察到很高比例的GFP+神经元（图3），，，，，，注明前人所能观察到的“幼胶质细胞发源神经元”是来自于尝试假象。。。。。。理论上，，，，，，在经过他莫昔芬诱导后，，，，，，病毒仅会在幼胶质细胞中产生同源沉组，，，，，，从而表白GFP。。。。。。但是，，，，，，钻研人员观察到的景象注明利用病毒工具载体进行习染时，，，，，，会伴随有非特异性泄漏的风险。。。。。。非特异性病毒泄漏可能会导致对尝试结论的误读。。。。。。

图2 In vivo microglia-specific lineage tracing does not support the microglia-to-neuron conversion.

图3 Lentivirus induces non-specific labeling in vivo, which may confound the microglia-to-neuron observation.

在观察幼胶质细胞-神经元转变过程方面，，，，，，钻研人员通度日细胞成像方式进行观察，，，，，，并没有发现表白NeuroD1的幼胶质细胞产生到神经元的状态学转变。。。。。。刚好相反，，，，，，钻研人员发现表白NeuroD1后，，，，，，会引起幼胶质细胞的大规模殒命。。。。。。通过BCL2蹊径能够匹敌由NeuroD1幼胶质细胞诱导的殒命，，，，，，注明其NeuroD1不仅不能诱导幼胶质细胞沉编程，，，，，，而会诱导幼胶质细胞的凋亡。。。。。。这也很好诠氏缢为何前人和该钻研团队观察到的“幼胶质细胞转变为神经元”假象的比例很高（图3C，，，，，，>90%）的原因：成功表白NeuroD1的幼胶质细胞诱导产生凋亡而死去，，，，，，因而最后剩下的细胞多数长短特异性泄漏细胞。。。。。。

最后，，，，，，钻研人员通过CSF1R抑造剂PLX5622杀死脑内99%的幼胶质细胞，，，，，，发现即便在这种情况下，，，，，，依然会有很高比例的“幼胶质细胞发源神经元”，，，，，，且比例与不杀幼胶质细胞的对照组相当（图4）。。。。。。因而，，，，，，钻研了局越发确认了前人所观察到的“幼胶质细胞-神经元沉编程”并非真实情况，，，，，，而是来自于病毒非特异性泄漏所产生的尝试假象（图5）。。。。。。

图4 Even under microglia depleted brain, the “microglia-converted neurons” are detected, reflecting a lentiviral leakage artifact.

图5 该钻研重要结论的总结。。。。。。

NeuroD1用于预防代替/移植幼胶质细胞失控的分子开关

复旦大学彭勃团队利用幼胶质细胞的再生能力，，，，，，开发了三种规划（Mr BMT, Mr PB和Mr MT），，，，，，初次在全脑尺度上实现幼胶质细胞的高效表源性移植/代替9-12。。。。。。该规划可用于医治由幼胶质细胞突变引起的疾病。。。。。。然而，，，，，，细胞移植所面对的挑战之一是若何预防表源性细胞失控。。。。。。在幼鼠模型中，，，，，，常用诱导白喉毒素（DT）表白的方式杀死个性类型的细胞。。。。。。由于幼鼠没有白喉毒素受体，，，，，，因而殒命细胞所开释出的白喉毒素不会杀死邻近的细胞。。。。。。然而，，，，，，由于人类细胞存在白喉毒素受体，，，，，，因而该规划不能用于临床实际。。。。。。由于NeuroD1能够诱导幼胶质细胞凋亡，，，，，，因而该钻研团队提出通过体表刷新的方式，，，，，，在移植/代替的幼胶质细胞中放入诱导表白NeuroD1的元件。。。。。。一旦移植/代替的幼胶质细胞失控，，，，，，能够通过该分子开关诱导幼胶质细胞凋亡，，，，，，从而提升幼胶质细胞代替/移植的安全性。。。。。。

上海市心灵卫生中心饶艳霞博士为该论文的第一作者和共同通讯作者。。。。。。复旦大学脑科学转化钻研院彭勃教授、复旦大学从属华山医院毛颖教授和上海市心灵卫生中心袁逖飞教授为共同通讯作者。。。。。。该团队多报答此钻研做出贡献。。。。。。