大设施出大成果！深圳先进院团队首次证实外周神经系统存在小胶质细胞

北京时间4月7日23时，中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室李汉杰团队在国际学术期刊《细胞》发表最新研究，首次证实了人体外周神经系统内存在小胶质细胞，为探索外周神经系统发育及其疾病提供了新视角和潜在靶点，如慢性疼痛、嗜神经病毒感染等。深圳先进院为该研究第一单位。

值得一提的是，该研究是依托深圳合成生物研究重大科技基础设施、深圳脑解析与脑模拟重大科技基础设施，以及中国科学院昆明动物研究所的模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施（灵长类设施）产出的重要成果，凸显了大科学设施为解决重大科学问题提供的关键支撑作用。

深圳先进院李汉杰团队。

改写神经免疫领域传统定论

小胶质细胞在中枢神经发育、免疫监视及退行性病变，如阿尔茨海默病、帕金森综合征等过程中扮演重要角色，但自1919年被发现以来，小胶质细胞一直被认为是中枢神经系统特有的免疫细胞亚群。

2023年9月，李汉杰团队在《细胞》发表的研究成果中，首次观察到人体发育早期的皮肤、心脏和睾丸等多个外周组织中存在大量的小胶质细胞，一举打破了小胶质细胞仅存在于中枢神经系统的传统认知。

基于前期研究基础，李汉杰团队进而提出一个大胆猜想：在外周神经系统中或许也存在小胶质细胞。

论文通讯作者李汉杰（后排）与论文第一作者吴志生交流实验结果。

“我们在临床样本、食蟹猴样本和猪样本的外周神经节中，观察到了一类与大脑小胶质细胞基因特征相同的细胞类群。而外周神经节恰好是外周神经系统的一部分，负责接收和传递外周的感觉信息到大脑。”论文第一作者吴志生说道。

为了确保结果的准确性，研究团队又通过表观遗传特征、细胞溯源分析以及功能实验等实验，进一步确认了中枢神经和外周神经系统中的小胶质细胞不仅在表观遗传特征上高度相似，且均起源于卵黄囊来源的前体细胞，在功能上也具有一定的相似性，从而证实了“外周神经系统小胶质细胞”的存在。

出现于约4.3亿年前，与体型大小有关

为了探寻外周神经系统小胶质细胞的演化历程，研究人员进一步对24种脊椎动物的外周神经节进行分析，涵盖了鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类。

他们发现，外周神经系统小胶质细胞起源古老，至少在约4.3亿年前硬骨鱼类的共同祖先时期，这类细胞就已出现在生物演化进程中。

通过系统演化分析显示，外周神经系统小胶质细胞的数量和物种体型大小、外周神经元胞体大小呈显著正相关。“也就是说，物种体型越大，外周神经元胞体越大，外周神经系统中的小胶质细胞数量也就越多；反之，物种体型越小，其胞体越小，外周神经系统中的小胶质细胞数量也就越少甚至完全缺失。”吴志生介绍。

这意味着，在进化中，外周神经系统小胶质细胞对大体型物种的神经元发育与成熟起到关键作用，它根据远古时代经自然选择机制保留下来，逐渐进化成数量与脊椎动物体型相关的免疫细胞。

此外，研究团队在解析结构时发现，与传统认为的二元结构不同，外周神经系统小胶质细胞在较大体型物种中形成“神经元-小胶质细胞-卫星胶质细胞”三元结构，刷新了科学界对人体外周神经系统结构的认知。

“大设施+大科学”产出大成果

近年来，在“大设施+大科学”的协同创新模式下，重大成果不断涌现。2024年12月，由深圳先进院牵头建设的合成生物、脑解析与脑模拟重大科技基础设施宣布正式启用，成为科技创新的重要“利器”。

团队利用深圳合成生物研究重大科技基础设施开展研究。

“该研究的突破离不开大科学设施的关键性支撑。”论文通讯作者李汉杰表示，该研究成果的发现不仅印证了多平台联动的科研价值，也为后续生命科学领域的重大攻关提供了实践经验。

审稿人对该成果给予了高度评价：“这是一项极为重要的新发现，突破了现有的认知框架。此前，我们一直认为中枢神经系统之外不存在小胶质细胞，然而作者通过强有力的实验证据，证明了外周神经系统中小胶质细胞的存在，这一发现打破了传统认知。”

（本文由深圳先进院供图）

编辑 钟诗婷 审读 伊诺 二审 郑蔚珩 三审 江晓蚕