为研究小鼠大脑中的神经炎性星形胶质细胞亚型，纽约大学的研究团队运用了单细胞和空间转录组测序技术。他们揭示了小鼠大脑中神经炎性星形胶质细胞的亚型及其在大脑中的空间分布。这项研究成果于2021年10月发表在《Nature Neuroscience》杂志上。
下面我们一同深入了解这篇文章。
1. 随时间推移，星形胶质细胞产生不同的炎症状态
研究团队为了观察星形胶质细胞在炎症状态下的转录组如何随时间变化，对Aldh1l1eGFP报告小鼠进行了腹腔注射脂多糖（LPS）或生理盐水。纯化后的皮质星形胶质细胞进行了bulk RNA测序。结果发现，部分星形胶质细胞基因在3、24和72小时出现表达变化。
2. 复杂的星形胶质细胞亚群分布于大脑不同区域
研究团队为了进一步了解星形胶质细胞的异质性，对LPS和盐水处理的雄性和雌性Aldh1l1eGFP小鼠进行了单细胞转录组测序。他们使用细胞类型Marker去除非星形胶质细胞后，共获得了79,944个星形胶质细胞，鉴定出10个亚群。这些亚群主要分为灰质/上层富集或白质/深层/亚质。
3. 星形胶质细胞对炎症的反应各异
研究团队为了探究单个细胞亚群如何响应LPS诱导的炎症反应，对亚群特异性差异表达基因进行了鉴定。结果表明所有细胞亚群都响应了LPS诱导的炎症，亚群4和亚群8表现出最显著的反应。
4. 星形胶质细胞的活性亚群位于不同解剖位置
研究团队分析了亚群4和亚群8的空间位置。亚群4主要表达炎症标志物Timp1、Gap43、Hspb1、Lcn2和Gfap，而亚群8主要表达炎症基因。空间转录组数据揭示了这两个亚群的位置。
5. 疾病模型中的干扰素反应性星形胶质细胞
研究团队探究了亚群8型星形胶质细胞是否存在于其他疾病模型中。通过整合多个单细胞测序数据，发现亚群8型星形胶质细胞存在于人类慢性疾病的小鼠模型、多发性硬化症的小鼠模型和急性刀伤损伤模型中。
在这项研究中，研究团队使用LPS研究了小鼠皮质星形胶质细胞在急性炎症刺激后的转录组变化。他们发现星形胶质细胞的转录组变化在数小时内急剧变化。通过对约80,000个星形胶质细胞进行单细胞转录组测序，发现炎症引起了广泛的反应，亚型星形胶质细胞经历了不同的炎症转变，并具有明确的转录组特征。利用空间转录组学和原位杂交技术，研究团队将炎症诱导的反应性星形胶质细胞的关键亚状态定位于大脑区域。这些数据集为分析星形胶质细胞异质性提供了强大的资源，并有助于理解局部受限反应性星形胶质细胞亚状态的生物学重要性。
参考文献：
HaselP, Rose IVL, Sadick JS, Kim RD, Liddelow SA. Neuroinflammatory astrocyte subtypes in the mouse brain. Nat Neurosci. 2021;24(10):1475-1487.
李超 | 文案
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