大脑中存在着数量众多的神经胶质细胞，约占人类大脑细胞的90%；不同类型的胶质细胞在起源、组成、形态和解剖学上都是不同的，而且它们发挥着不同的功能。
图1.中枢神经系统的四种神经细胞
小胶质细胞与AD疾病进程
小胶质细胞是一类来源于卵黄囊的特化的巨噬细胞，可以吞噬并清除死亡细胞。作为大脑中的常驻免疫细胞，小胶质细胞约占脑细胞总数的10-15%，形态多样，呈致密圆形或分支状。
阿尔兹海默症(Alzheimersdisease;AD)的发展主要与Aβ蛋白的积累和Tau蛋白的过度缠结相关(见推文：阿尔兹海默症——消逝的世界)，已有阿尔茨海默病小鼠模型的TPM分析(一种实时深层组织成像技术)结果显示：小胶质细胞活化并迁移至淀粉样蛋白沉积区域，那么，小胶质细胞在AD中究竟扮演怎样的角色？
■关于小胶质细胞清除的体内研究模型
CSF1R是一种造血细胞的生长因子(CSF1)的受体，是单核吞噬细胞存活、分化、发育和趋化的关键调节剂，表达于全身的单核髓系细胞。
目前小胶质细胞耗竭模型主要包括：CSF1R缺陷小鼠模型；CD11b-HSVTK转基因小鼠模型，人类白喉毒素受体(DTR)转基因小鼠(CX3CR1creERxDTRff)模型，以及CSF1R抑制剂给药导致的小鼠胶质细胞消融。
白喉毒素受体(DTR)转基因小鼠模型依赖于白喉毒素的给药，不仅会诱发细胞因子风暴，且小胶质清除维持时间较短。CD11b-HSVTK模型需要更昔洛韦的脑室内注射，以产生大量的小胶质细胞耗竭，但易导致BBB损伤和骨髓毒性。CSF1R抑制是目前仅能够实现持续长期小胶质细胞消除的可用方法。
■CSF1R抑制剂PLX治疗消除小胶质细胞
在SustainedmicroglialdepletionwithCSF1RinhibitorimpairsparenchymalplaquedevelopmentinanAlzheimer’sdiseasemodel一文中，作者团队基于已有的CSF1R抑制剂PLX，合成和优化出具有更好口服生物利用度和血脑屏障脑渗透性的PLX，用于消除小鼠脑中的小胶质细胞，并在6个月持续治疗时间内保持了小胶质细胞的缺失。
随着小胶质细胞的消除，作者团队发现了这些细胞在AD进程中，影响斑块形成和生长，并调节海马神经元基因表达以响应Aβ病理进程。
作者团队选择了5xFAD小鼠作为AD模型，5xFAD小鼠在3个月大时开始表现出斑块病理，与野生型小鼠相比，4个月和7个月大时小鼠的小胶质细胞(IBA1+作为标记物)数量显著增加，并且在整个大脑中可见大量增大的斑块相关细胞(图2C,绿色荧光)。小鼠在1.5个月大时开始用PLX(ppm)或对照饮食连续治疗10-24周。PLX治疗几乎完全消除小胶质细胞(减少97-%；图2B量化)。
并且野生型小鼠中，24周的小胶质细胞清除并没有对动物行为产生任何可测量的负面影响，包括焦虑测试(高架十字迷宫)和运动性能测试。
图2.PLX清除5xFAD小鼠的小胶质细胞[3]
A.PLX的给药周期设定B.PLX清除小胶质细胞的量化图注C.小鼠脑切片的小胶质细胞染色和AD进程的Aβ聚集斑块染色
■消除小胶质细胞损害斑块形成接下来作者团队开始确定小胶质细胞消除对AD病理学的影响。无论是野生型还是5xFAD小鼠，CSF1R抑制剂PLX治疗10周均可消除了皮质中99%的小胶质细胞（图3A)，但一小部分细胞保留在丘脑中(图3C-E)。在没有小胶质细胞的情况下，皮质区域内明显缺乏致密核心斑块，但在存在小胶质细胞的丘脑区域，致密核心斑块表达明显上调，这表明小胶质细胞有助于5xFAD小鼠大脑中的斑块生长。
图3.小胶质细胞的清除伴随5xFAD小鼠的致密斑块的消失[3]
A-B.喂食10周或者24周后，皮质层丘脑区域的小胶质细胞数目于致密斑块数目的变化C-D.AB图丘脑区域细胞数目变化的放大图
以上结果表明小胶质细胞的增殖是AD疾病进展的主要因素。使用CSF1R抑制剂PLX抑制小胶质细胞增殖，改善淀粉样蛋白积累。
■疾病相关小胶质细胞(DAM)与AD发展
今年年发表于CellReport的Replicativesenescencedictatestheemergenceofdisease-associatedmicrogliaandcontributestoAβpathology一文表明：AD模型中，早期持续性的小胶质细胞增殖会促进其复制性衰老，并且，在疾病中进入早期增殖的小胶质细胞经历了未知机制会转化为疾病相关小胶质细胞(disease-associatedmicroglia;DAM)，这种细胞是存在于多种脑部疾病中的关键小胶质细胞亚群。
该研究中作者团队选择了APP/PS1模型作为AD样病理模型小鼠，如图4A，APP/PS1小鼠的IBA1+细胞的数量从4个月时的开始增加，到12个月大时发生明显变化。DAM的出现也是一个早期事件(CLEC7A+,CD11C+和MHCII+为DAM标志物)，且与Aβ斑块(CongoRed染色)积累密切相关(4C)。
图4.APP/PS1模型小鼠的DAM的变化[4]
A.不同年龄的APP/PS1模型小鼠小胶质细胞数目的变化B.IBA与MHCIICD11C的荧光共定位C.DAM的表达增多伴随致密斑块数目的增多
■抑制早期小胶质细胞增殖可防止小胶质细胞衰老并改善淀粉样蛋白相关病理
上图表明DAM与AD发展的病理学相关。为研究是否可以通过从一开始就限制小胶质细胞增殖来改善不利影响，作者团队使用CSF1R抑制剂GW进行了实验。
如图所示，抑制小胶质细胞增殖阻止了小胶质细胞衰老的发生，IBA1+和βgal+细胞密度和频率降低图5B)。GW还阻止了DAM的增加(CLEC7A+、CD11C+或MHCII+细胞)(图5C)。并且值得注意的是:在APP/PS1模型中，GW还阻止小胶质细胞增殖转化为DAM，显著降低Aβ斑块密度，显着预防了淀粉样蛋白病理。
图5.APP/PS1模型小鼠中小胶质细胞增殖降低后DAM的变化[4]
A-B.GW给药后，阻止了模型小鼠小胶质细胞的衰老（βgal为活性标记物）与增殖。C.GW给药，降低了DAM的产生D.GW降低了致密斑块数目
总结
AD是一种进行性神经退行性疾病，小胶质细胞对Aβ的初始积累、tau病理学开始的神经变性模型具有非常快速的增殖反应。
CSF1R抑制剂PLX可作为长期小胶质细胞消除的有效工具。PLX对小胶质细胞的具有高度选择性，与其他方法相比，它诱导的小胶质细胞消除采取了非侵入性给药途径，且独立于药理学驱动因素，如更昔洛韦等，避免了炎症反应。
在AD进程中，减少早期小胶质细胞增殖可减弱细胞衰老和疾病相关小胶质细胞(DAM)的发展，并损害Aβ的积累，以及减少相关的神经炎和突触损伤。通过对小胶质细胞的研究，有助于发现AD疾病发展的新机制，为AD治疗提供更多的可能性。
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参考文献
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2.SofroniewMV,VintersHV,etal.Astrocytes:biologyandpathology.ActaNeuropathol.Jan;(1):7-35.
3.ElizabethSpangenberg,PaulLSeverson,LindsayAHohsfield,JoshuaCrapser,KimN.Green,etal.SustainedmicroglialdepletionwithCSF1RinhibitorimpairsparenchymalplaquedevelopmentinanAlzheimersdiseasemodel.NatCommun.Aug21;10(1):.
4.YanlingHu,GemmaLFryatt,MarkSCragg,DiegoGomez-Nicola,etal.Replicativesenescencedictatestheemergenceofdisease-associatedmicrogliaandcontributestoAβpathology.CellRep.Jun8;35(10):.
