编辑推荐：
小胶质细胞（Microglia）功能失调与多种神经发育和神经退行性疾病相关。为寻找有效干预手段，研究人员用 PBMC 衍生的诱导小胶质细胞样细胞（piMGLCs）筛选 489 种中枢神经系统（CNS）穿透性化合物。结果发现 28 种化合物能显著抑制小胶质细胞吞噬突触体，这为相关疾病治疗提供了新方向。
在神秘的大脑世界里，小胶质细胞如同勤劳的 “园丁”，默默守护着中枢神经系统（CNS）的健康。它们在胚胎发育早期就进驻大脑，承担着免疫监视、调节神经元祖细胞数量、促进神经发生以及通过选择性修剪塑造突触网络等重要职责。然而，当这些 “园丁” 出现异常时，麻烦就接踵而至。大量研究表明，小胶质细胞介导的突触修剪失调与多种神经发育和神经退行性疾病的病理生理过程紧密相连。比如在精神分裂症患者的大脑中，死后研究发现其皮质树突棘密度降低，临床结构神经影像学研究也证实了这一点，这背后很可能是小胶质细胞介导的修剪功能出现了故障。在阿尔茨海默病（AD）中，小胶质细胞在 β - 淀粉样蛋白（Aβ）斑块积累时被激活，释放出促炎细胞因子、活性氧（ROS）等神经毒性物质，加剧神经元损伤，加速疾病进展。由此可见，精准调控小胶质细胞的功能，有望为这些棘手的神经疾病带来新的治疗曙光。
为了攻克这一难题，来自美国马萨诸塞州总医院基因组医学中心、精神病学系以及哈佛医学院精神病学系等机构的研究人员展开了深入探索。他们的研究成果发表在《Neuropsychopharmacology》杂志上，为该领域带来了新的希望。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先，他们从人外周血单个核细胞（PBMC）诱导分化出小胶质细胞样细胞（piMGLCs），构建了可用于高通量筛选的细胞模型。接着，利用基于图像的高内涵分析技术，量化 piMGLCs 对突触体的吞噬作用，以此筛选能够调节小胶质细胞功能的化合物。此外，还借助高通量多重下一代 RNA 测序技术（DRUG - seq），深入探究化合物处理后细胞转录程序的变化。
研究结果
- piMGLCs 作为筛选平台的有效性：研究人员通过优化细胞诱导方法，从大量 PBMC 中制备出 piMGLCs。这些细胞在培养 3 天后，多数呈现出分支状形态，且对小胶质细胞标记物 IBA1、PU.1、CX3CR1 和 P2RY12 呈阳性免疫染色。经检测，以 0.1% DMSO 为阴性对照、2 μM 细胞松弛素 D（CytoD）为阳性对照时，该筛选实验的 Z - factor 评分为 0.51，严格标准化均数差（SSMD）为 9.43，表明实验具有高可靠性，piMGLCs 可作为有效的筛选平台。
- 筛选调节突触体吞噬作用的化合物：研究人员用 489 种中枢神经系统穿透性化合物处理 piMGLCs，进行基于图像的初步筛选。排除可能有毒性的化合物后，根据吞噬指数与阴性对照的差异，筛选出 47 种显著抑制突触体吞噬的化合物。随后的二次筛选中，进一步确认了 28 种化合物能使吞噬作用降低 50% 以上，这些化合物涵盖免疫抑制剂、激酶抑制剂、抗精神病药和表观遗传调节剂等多种治疗类别。
- 化合物对小胶质细胞形态的影响：在二次筛选中，对降低吞噬作用的化合物进行细胞形态分析。发现不同化合物处理后，细胞形态变化各异。如伏立诺他（vorinostat）处理增加了细胞分支化，表现为偏心率增加、紧实度降低；而奋乃静（perphenazine）处理则使细胞呈现紧密的阿米巴样形态。同时，研究还发现多数情况下，偏心率较高的细胞形态与较低的 IBA1 强度相关，这表明这些化合物通过不同机制影响小胶质细胞的吞噬作用和激活状态。
- 转录组学揭示的作用机制：对二次筛选中确认的 28 种化合物进行 DRUG - seq 分析，发现 16 种化合物对转录活动有显著影响。功能富集分析显示，这些化合物对多种细胞通路产生影响。所有化合物都抑制了 Fcγ 受体依赖的吞噬作用相关基因通路，多数抑制了吞噬体形成相关基因通路。同时，细胞激活通路在不同化合物处理下呈现不同程度的激活，如 SR3306、托泊替康（topotecan HCl）等化合物强烈激活了部分细胞激活通路，而环孢菌素 A（Cyclosporin A）等化合物则在抑制某些通路的同时激活了另一些通路，暗示着细胞内存在复杂的平衡机制。
研究结论与讨论
在这项研究中，研究人员成功筛选出 28 种能有效抑制小胶质细胞吞噬突触体的化合物。这些化合物虽然都具有抑制吞噬的作用，但在细胞形态和转录组学层面表现出不同的影响，这意味着它们通过多种机制发挥作用。值得注意的是，许多被确认的化合物已获美国食品药品监督管理局（FDA）批准或在人体研究中进行过探索，如免疫抑制剂环孢菌素 A 和雷帕霉素（rapamycin）、激酶抑制剂拉帕替尼（lapatinib）等，这为将它们重新用于神经疾病治疗提供了可能。然而，目前这些化合物在神经疾病治疗方面的研究还比较有限，虽然在动物模型中取得了一些有希望的结果，但还需要在人体临床试验中进一步验证其安全性和有效性。
此外，该研究也存在一定的局限性。体外实验虽然能够模拟小胶质细胞介导的突触修剪过程，但缺乏复杂的多细胞相互作用，与体内真实环境存在差异。而且实验中使用的化合物浓度并非最有效的生理浓度，在体内应用时还需要进一步优化细胞特异性。尽管如此，这项研究仍然具有重要意义。它为神经发育、神经炎症和神经退行性疾病的治疗提供了一系列极具潜力的药物重新定位候选分子，为后续研究指明了方向。未来，随着对这些化合物作用机制的深入理解，有望开发出更精准、更有效的神经疾病治疗方法，为患者带来新的希望。
