责编丨兮 小胶质细胞是中枢神经系统中的常驻免疫细胞，主要负责免疫防御。和其他免疫细胞不同的是，它细长的突起可以以1-2微米每分钟的速度持续移动，探测周围环境变化并作出相应反应【1,2】。在生理情况下，小胶质细胞参与大脑发育过程中的突触修剪和重塑【3,4】。在病理情况下，如疼痛、中风、癫痫、自身免疫病和神经退行性疾病中，小胶质细胞像一把双刃剑，既有破坏性的一面，又有保护性的一面【5】。至今，研究小胶质细胞行为动态的方法十分有限，仅限于在培养细胞、组织或被麻醉的动物上进行观察，因此，我们对小胶质细胞在清醒状态下与神经活动的关系和交互作用一无所知。 2019年10月21日，梅奥医学中心伍龙军（Long-Jun Wu）教授课题组在Nature Neuroscience发表研究“Neuronal network activity controls microglial process surveillance in awake mice via norepinephrine signaling ”，该研究运用双光子活体成像技术（two-photon in vivo imaging），发现在清醒状态下，神经网络活动可以通过去甲肾上腺素信号通路控制小胶质细胞活动。 研究发现，与麻醉状态相比，小胶质细胞在清醒的小鼠大脑皮层活动明显减少，具体表现为突起的探索范围减少、突起密度降低和突起移动下降。而神经活动的变化正好与之相反，清醒状态下，神经元正常活动放电，而在麻醉状态下，躯体感觉皮层的神经活动几乎完全消失。
这项研究首次发现在清醒动物中神经活动控制小胶质细胞的重要证据，并进一步提示去甲肾上腺素能通路介导 了这一重要调节，在神经免疫交互作用领域具有非常重要的意义。 值得一提的是，来自于Rochester大学医学中心的Ania K. Majewska团队也在Nature Neuroscience杂志上发表了背靠背文章Noradrenergic signaling in the wakeful state inhibits microglial surveillance and synaptic plasticity in the mouse visual cortex。 同时，Nature Neuroscience杂志还发表了News&Views中也强调这一发现的重要性。 总的来说，这一研究不仅揭示了生理状态下小胶质细胞的动态由去甲肾上腺素活动控制，提示在睡眠-觉醒循环中小胶质细胞的动态转换以及小胶质细胞在睡眠突触重塑中的作用。而且，该研究也为大脑疾病如埃尔茨海默病中小胶质细胞的动态和功能提供新的视角。更为重要的是，该工作为今后研究小胶质细胞在清醒状态下的生理病理意义打开了崭新的篇章。
1. Nimmerjahn, A., Kirchhoff, F. & Helmchen, F. Resting microglial cells are highly dynamic surveillants of brain parenchyma in vivo. Science 308, 1314-1318 (2005).2. Davalos, D., et al. ATP mediates rapid microglial response to local brain injury in vivo. Nat Neurosci 8, 752-758 (2005).3. Eyo, U.B. & Wu, L.J. Microglia: lifelong patrolling immune cells of the brain. Prog Neurobiol 179, 101614 (2019).4. Wu, Y., Dissing-Olesen, L., MacVicar, B.A. & Stevens, B. Microglia: Dynamic Mediators of Synapse Development and Plasticity. Trends Immunol 36, 605-613 (2015).5. Salter, M.W. & Stevens, B. Microglia emerge as central players in brain disease. Nat Med 23, 1018-1027 (2017).