小胶质细胞是大脑里重要的免疫细胞,是脑部疾病研究的重点对象。但目前常用的基因标记技术不够精准,除了标记大脑的小胶质细胞,还会顺带标记身体外周的巨噬细胞,两种细胞信号混在一起,很难分清各自的作用,实验结果容易出错。

基于此,2026年5月31日,弗吉尼亚大学Tajie H. Harris研究团队在《Cell Reports》杂志发表了“Enhancing the specificity of microglia genetic targeting using a CSF1R inhibitor”揭示了利用CSF1R抑制剂提高小胶质细胞基因靶向的特异性。

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本研究证实,神经领域广泛使用的Cx3cr1CreERT2小鼠,其基因靶向作用同样会波及多种外周组织巨噬细胞;即便按照常规方案等待4周以提升靶向特异性,这类外周巨噬细胞也不会发生更新更替。为解决这一问题,本研究对Cx3cr1CreERT2小鼠联合使用他莫昔芬诱导与PLX5622处理,以此加快外周巨噬细胞的更新速度。在脑部感染模型中,该方案有效提升了Cx3cr1CreERT2小鼠小胶质细胞基因敲除的特异性,同时排除了外周巨噬细胞带来的实验干扰。综上,联合使用CSF1R抑制剂,可有效提升常规Cre品系小鼠用于小胶质细胞基因编辑的精准度。

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图一 胱天蛋白酶-1助力大脑抵抗弓形虫感染

动物感染实验结果显示,胱天蛋白酶-1不调控中枢感染过程中的T细胞免疫应答,但可通过Cx3cr1阳性长寿命细胞,特异性促进中枢单核细胞浸润,助力机体清除弓形虫。

进一步研究证实,外周巨噬细胞中的胱天蛋白酶-1主要在感染急性期发挥防御作用。同时证实,传统四周间隔处理无法完全更新外周巨噬细胞,小鼠慢性感染出现的病原体清除缺陷,本质是感染急性期免疫防御不足导致的后续问题。

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图二 外周巨噬细胞动态观察

研究发现Cx3cr1CreERT2可标记外周单核细胞和巨噬细胞,以往研究未结合小胶质细胞做长期动态观察。

本实验用小鼠模型配合药物处理,按更新快慢将各处巨噬细胞分为三类:肝脏巨噬细胞很难被标记,不同单核细胞的标记信号消退速度也不一样;药物能有效提升标记效果。其中小胶质细胞、脾脏等部位巨噬细胞更新最慢,肺部、淋巴结等速度中等,腹腔巨噬细胞和血液单核细胞更新最快,反复给药还会暂时改变部分细胞数量。用药后数周乃至数月,长寿巨噬细胞都很少更新替换。该标记体系会作用于多种外周长寿巨噬细胞,后续实验需考虑这一影响,并进一步优化标记的精准度。

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图三 药物对巨噬细胞的作用效果分析

研究发现短期使用 CSF1R 拮抗剂,能提高细胞标记的精准度。本实验进一步探究该药物对脑部和全身巨噬细胞的影响:用药并恢复后,大脑皮层基因整体变化很小,仅少量免疫相关基因出现波动,说明巨噬细胞的清除与重建几乎不会干扰脑部基因活动。

实验选用药效更好的 PLX5622,用药恢复后,小胶质细胞数量基本不变。身体多数组织的巨噬细胞数量、表面分子表达也无明显异常,只有脑膜和腹腔的巨噬细胞发生改变,阳性细胞占比升高,证明这两处细胞出现了部分更新。更新后的细胞免疫功能依旧正常,也没有影响脾脏免疫细胞。

总的来说,这款药物对大脑影响微弱,主要改变脑膜、腹腔巨噬细胞的表面特征。另外,小鼠的性别、年龄和饲养环境,也会影响这类细胞的更新状态。

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图四 全文摘要图

总结

本研究阐明胱天蛋白酶-1主要依靠外周长寿命巨噬细胞发挥抗弓形虫感染作用,纠正了此前认为小胶质细胞是功能主体的误区;同时建立了联合用药与基因标记的实验方案,可有效区分小胶质细胞和外周巨噬细胞的功能,也验证了相关细胞的生物学特征,为弓形虫感染及髓系细胞功能研究提供了可靠方法与理论参考。

文章来源

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117411

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