Microglia development and function

doi:10.1146/annurev-immunol-032713-120240

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.2014:32:367-402.

doi:10.1146/annurev-immunol-032713-120240。 Epub 2014年1月22日。

小胶质细胞的发育和功能

黛巴斯·纳亚克¹, 西奥多·罗斯, 多里安·B·麦卡文

附属机构

PMID： 24471431
预防性维修识别码：项目编号5001846
内政部： 10.1146/anurev-immunol-032713-120240

审查

小胶质细胞的发育和功能

黛巴斯·纳亚克等。免疫年度收益. 2014.

.2014:32:367-402.

doi:10.1146/annurev-immunol-032713-120240。 Epub 2014年1月22日。

作者

黛巴斯·纳亚克¹, 西奥多·L·罗斯, 多里安·B·麦卡文

附属

¹马里兰州贝塞斯达，美国国立卫生研究院，国家神经疾病和中风研究所，20892；电子邮件：mcgavernd@mail.nih.gov。

PMID： 24471431
预防性维修识别码：项目编号5001846
内政部： 10.1146/anurev-immunol-032713-120240

摘要

哺乳动物中枢神经系统（CNS）的正常发育和功能在很大程度上取决于称为小胶质细胞的实质哨兵的活动。尽管小胶质细胞最初被描述为分支的脑-居住地吞噬细胞，但过去一个世纪的研究在这一狭隘观点的基础上进行了大量扩展，并将许多功能归于这些活跃的中枢神经系统居民。小胶质细胞现在被认为是人体内功能最全的细胞之一，具有形态和功能上适应其不断变化的环境的能力。即使在静息状态下，小胶质细胞的突起也是高度动态的，并不断扫描中枢神经系统。事实上，小胶质细胞是中枢神经系统内稳态的重要参与者，这些哨兵的失调可能导致神经疾病。在这篇综述中，我们讨论了我们对小胶质细胞生物学的理解中令人兴奋的进展，从它们的发育起源到它们参与中枢神经系统稳态和病理生理状态，如神经精神疾病、神经变性、无菌损伤反应和传染病。我们还深入研究了最近使用实时成像技术发现的小胶质细胞动力学世界。

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数字

图1
小胶质细胞的起源和发育。最近的研究表明，小胶质细胞在个体学上与外周组织中发现的骨髓来源的单核细胞/巨噬细胞不同。小胶质细胞取自发育期间（胚胎第8.5天之前，E8.5）从胚胎卵黄囊产生的原始巨噬细胞，并通过循环系统进入大脑原基。这些祖细胞围绕E9.5周围发育中大脑的神经上皮细胞，一天后进入神经上皮细胞并开始定植于CNS薄壁组织。小胶质细胞在发育的这个阶段具有变形虫形态，而不是分支形态。出生后第28天，小胶质细胞在整个大脑中完全分支。小胶质细胞的发育和存活严重依赖于多种因素，包括转录因子PU.1和CSF1R。

图2
中枢神经系统损伤和感染后小胶质细胞激活。的插图(一)焦点和(b条)无菌性脑损伤和病毒感染分别导致弥漫性小胶质细胞活化。原始中枢神经系统中的小胶质细胞高度分化，作为其体内平衡程序的一部分，不断扫描软组织（见图3；补充视频a1和a2）。(一)在导致坏死细胞死亡的局灶性脑损伤后，受损组织和周围星形胶质细胞释放细胞外ATP，从而激活小胶质细胞表达的特定嘌呤能受体。例如，通过P2Y检测小胶质细胞ATP₁₂R和P2X₄R（两个嘌呤能受体）诱导过程向损伤中心延伸，并同时收缩所有其他过程（见图3；补充视频c）。组织损伤的程度可能决定小胶质细胞转化为吞噬细胞并参与病灶清除的速度。例如，通过P2Y检测UDP₆R导致小胶质细胞将其细胞物质投入到单个吞噬过程中，随后胞体收缩到该过程中（见图3；补充视频e）。由此产生的吞噬细胞随后参与清除细胞碎片(b条)在CNS感染非细胞性病毒（如LCMV）后，小胶质细胞突起变短，分支减少，但仍保持分支结构（见图3；补充视频b）。处于这种形态状态的小胶质细胞可以释放促炎细胞因子和抗病毒药物，参与抗原提呈，并促进外周固有/适应性免疫细胞的到来。

图3
体内小胶质细胞的形态变化。小胶质细胞典型的50µm最大投影(绿色)在中*xy公司*飞机是通过手术削薄的CX3CR1头骨捕获的^{绿色荧光粉/+}通过双光子激光扫描显微镜观察小鼠。利用伊玛瑞斯虫的纤丝示踪特征，以不同颜色标记单个小胶质细胞的突起(一)天真的小胶质细胞具有多个高度分支的突起，向各个方向延伸（参见补充视频a1和a2）。(b条)当LCMV感染CNS病毒引起弥漫性激活时，小胶质细胞突起变得比原始小胶质细胞短且不太复杂，但保留了分支结构（见补充视频b）。(*c（c）*)脑膜受压损伤引起局部激活后，小胶质细胞向损伤部位定向延伸多个突起，同时向所有其他方向收缩突起（见补充视频c）。(d日)为了应对胶质界限或界限以上的损伤，星形胶质细胞会招募小胶质细胞突起，这些突起沿着单个细胞之间的边界排列，形成一个连续的蜂窝状网络，由众多单个小胶质细胞的突起组成（见补充视频d）。(*e（电子）*)作为对坏死细胞死亡的反应，小胶质细胞通过首先向受损细胞延伸一个大的圆形延伸，同时收缩所有其他过程，从而变得具有吞噬能力，有时还具有运动能力。小胶质细胞胞体最终沿着薄连接过程被拉入吞噬细胞延伸部（见补充视频e）。要观看这些视频，请访问年度评论网站上的这篇文章，网址为http://www.annualreviews.org并单击上面的面板。这些视频也在**补充材料**

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