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审阅︱文 川
责编︱王思珍
作为中枢神经系统的单核-巨噬细胞亚群，小胶质细胞在神经系统中发挥重要的免疫防御与稳态维持作用，其根据特定的健康和病理信号调节自身状态。小胶质细胞介导的神经炎症是神经退行性疾病、缺血性疾病、神经系统肿瘤等神经系统疾病的病理特征，借此凸显其关键的免疫调节作用。细胞外囊泡（Extracellular vesicles, EVs）是由几乎所有种类的细胞分泌的纳米级颗粒，可以在保留亲本特性的基础上介导细胞间通讯，影响靶细胞生物学行为，目前已成为无细胞治疗领域的研究热点。EVs参与小胶质细胞所处微环境的信号呈递，在神经系统稳态维持和疾病病理过程中发挥有益或有害作用。因此，了解EVs参与下小胶质细胞在神经系统疾病中的作用，对深入研究疾病发生发展和有效治疗策略具有重要意义。2024年10月12日，中南大学湘雅二医院文川教授团队在《疾病神经生物学》（Neurobiology of Disease）上发表了题为“The role of microglia in neurological diseases with involvement of extracellular vesicles”的最新综述文章，谢昊天硕士为该文章第一作者，文川教授为通讯作者。作者根据小胶质细胞的不同状态和特点，简要描述EVs的基本生物学特性，并阐述EVs在小胶质细胞所参与的常见神经系统疾病中的作用，以期为探索神经系统疾病的发病机制及无细胞治疗提供新的思路。1.1 小胶质细胞的经典二分类及其局限性
稳态小胶质细胞能响应不同的刺激以组织和时间依赖的方式重塑其形态和功能特征，产生各种分化表型来应对病原体、组织损伤和细胞间信号通讯（图1）[1, 2]。基于巨噬细胞极化的传统观点，小胶质细胞状态可分为促炎的M1样和抗炎的M2样两种。但是体内的生理或疾病状态极其复杂，小胶质细胞对不同的M2极化刺激表现出高度多样化的反应，可进一步分为M2a、M2b和M2c三种[3]。目前胶质细胞界认为内在决定因素和特定环境背景在多层面上（如表观遗传学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等）决定小胶质细胞状态及功能[4]。图1 小胶质细胞状态表型特征总结。（A）M1型小胶质细胞；（B）交替激活/M2a型小胶质细胞；（C）II型/M2b型小胶质细胞极化；（D）获得性失活/M2c型小胶质细胞。小胶质细胞受到不同刺激后，通过不同的信号转导途径介导多种细胞因子、趋化因子等介质的分泌，重塑其形态和功能特征。二、EVs参与小胶质细胞在神经系统疾病中的免疫调节
作为神经系统微环境动态平衡的守护者，小胶质细胞通过突触延伸不断识别和响应大脑中不同的危险信号，执行吞噬、组织修复和重塑功能。重要的是，小胶质细胞介导的神经炎症是不同神经退行性疾病、神经损伤和神经肿瘤的病理特征。小胶质细胞可以重新编程其状态并通过调节细胞代谢途径对大脑病理做出反应。作为信号单元的EVs能够穿过血脑屏障，通过运输来自供体细胞的“货物”参与小胶质细胞免疫调节过程，在神经系统疾病生理及病理过程中发挥重要作用（图2）。
图2 EVs参与下小胶质细胞在不同神经系统疾病中的整合作用。小胶质细胞可以通过重新编程其状态和调节细胞代谢途径来对健康和病理做出反应。作为细胞间通讯的媒介，EVs参与中枢神经系统稳态的维持和不同疾病的发展。2.1 阿尔茨海默病（Alzheimer’ s disease, AD）
小胶质细胞源性EVs通过转运Aβ和tau参与AD的发生发展[5, 6]。TREM 2基因缺失可以促进小胶质细胞源性外泌体（exosomes）运输tau，加剧病理性tau分布。既往研究表明小胶质细胞脱落的微囊泡（microvesicles）可能具有神经毒性[7, 8]。但是Wang等人发现外源性小胶质细胞分泌的microvesicles可以抑制Aβ聚集并改善AD小鼠的认知功能障碍[9]。另一方面，不同细胞分泌的EVs通过调节小胶质细胞活性，减少神经炎症并缓解氧化应激，从而改善AD病理状态[10,11]。总体而言，在神经退行性变中EVs作用的具体信号途径仍需更全面、详细的分析。2.2 多发性硬化（Multiple sclerosis, MS）
为了进一步探讨MS脱髓鞘机制，Clarkson等人发现与脱髓鞘后神经元应激反应相关的干扰素刺激基因15（ISG15）诱导可以通过改变神经元源性EVs的蛋白质和miRNA组成调节小胶质细胞极化状态[12]。激活的小胶质细胞通过分泌携带高水平miR-615-5p的exosomes沉默髓鞘调节因子，抑制少突胶质细胞前体细胞分化和成熟[13]。目前许多研究利用多种来源的间充质干细胞分泌的EVs改变小胶质细胞状态，减少小胶质细胞细胞焦亡和铁死亡，进而缓解MS进展[14-17]。2.3 肌萎缩侧索硬化（Amyotrophic lateral sclerosis, ALS）
在ALS中，错误折叠/突变的超氧化物歧化酶-1（mSOD1）可以被包裹在星形胶质细胞源性和运动神经元源性EVs并在细胞间传递[18, 19]。mSOD1突变使得小胶质细胞从静息状态转变为反应性表型，后者上调炎性介质和表面受体，并通过exosomes释放SOD1[20, 21]。间充质干细胞衍生的EVs通过携带miR-467f和miR-466q抑制靶Map3k8和Mk2的基因表达，调节p38/MEK信号途径，从而抑制小胶质细胞的促炎症表型，这一点已在活化的N9小胶质细胞和从晚期症状性SOD1G93A小鼠中分离的原代小神经胶质细胞中得到证实[14]。2.4 缺血性卒中（Ischemic stroke）
为了非侵入性评估缺血性卒中和其他神经炎症性疾病中的小胶质细胞活性，结合免疫沉淀、蛋白质印记和纳米颗粒追踪分析进行定位及定量评估，最终检测出表型特异性TMEM119/CD14 EVs[22]。事实上，小胶质细胞对缺血性卒中的反应并非单一性的。缺氧预处理的小胶质细胞向M2表型转化，其分泌EVs可以调节卒中后炎症、星形胶质细胞增生和AQP4去极化[23]。2.5 创伤性脑损伤（Traumatic brain injury, TBI）
研究表明，TBI后受损的小胶质细胞可以通过下调exosomes中的miR-5121表达，加剧神经元轴突损伤和突触丧失[24]。包裹miR-21-5p的神经元源性exosomes可诱导M1样小胶质细胞极化，加剧TBI后神经炎症[25]。这两项研究均揭示了创伤性脑损伤中小胶质细胞与神经元相互作用的负性调控。多项研究表明，不同干细胞来源的EVs可以通过改变小胶质状态，抑制神经炎症，改善脑损伤后神经功能恢复。2.6 脊髓损伤（Spinal cord injury, SCI）
研究表明神经元分泌EVs可通过逆转小胶质细胞和星形胶质细胞活化，重塑细胞微环境并促进SCI后功能行为恢复[26, 27]。Ye等人发现，LPS激活的小胶质细胞可以通过下调外来体中的miR-145-5p负调节星形胶质细胞增生，这可能揭示了SCI疤痕形成的机制[28]。与TBI类似，许多研究表明多种细胞来源的EVs可以影响小胶质细胞状态，调节细胞微环境，为减轻SCI后神经损伤提供了新视角，但具体分子机制仍有待进一步探索。2.7 视网膜疾病（Retinal diseases）
M1样小胶质细胞分泌的exosomes运输miR-155-5p，可以通过miR-155-5p/Socs1/NF-kB轴诱导稳态小胶质细胞活化、视网膜炎症和新血管形成[29]。相比之下，另一项研究利用M2样小胶质细胞的exosomes来保护视网膜微血管系统并减少糖尿病视网膜病变的血管渗漏[30]。对于视网膜缺血-再灌后损伤，从SCA-1+细胞中分离的exosomes富含miR-150-5，可以阻断视网膜小胶质细胞的MEKK3/JNK/c-Jun途径并抑制其M1样极化，从而保护神经节细胞免于凋亡[31]。总体而言，通过EVs调节小胶质细胞状态治疗视网膜疾病具有一定治疗潜力。2.8 胶质母细胞瘤（Glioblastoma）
在胶质母细胞瘤的肿瘤微环境中，小胶质细胞和肿瘤细胞间的双向通讯在一定程度上由EVs介导，影响肿瘤的增生、生存和迁移[32-34]。胶质母细胞瘤细胞源性的EVs可将miR-21功能性转移至小胶质细胞，导致特定靶基因Btg2下调，从而增强小胶质细胞重塑肿瘤微环境的能力[35]。同时，有研究表明携带非编码RNA的EVs可通过重新编程小胶质细胞极化调节肿瘤细胞增生、化疗敏感性和血管生成[36-38]。深入研究小胶质细胞和胶质母细胞瘤细胞间通过EVs传递免疫调节分子可能有助于进一步了解肿瘤微环境。作为脑实质内的调节器和效应器，小胶质细胞在神经系统疾病微环境信号网络影响下，以组织和时间依赖性的方式重新编程其状态，对神经系统健康或病理状态做出反应。在中枢神经系统中，EVs可以通过介导细胞间通讯参与小胶质细胞对神经系统疾病的免疫调节，从而发挥有益和/或有害的作用。然而，目前胶质细胞学界尚未就小胶质细胞状态的统一命名以及细胞状态与功能间的关系达成共识，一些研究仍沿用小胶质细胞状态的二分类，这恰恰忽视了其状态的多元性。作者总结了EVs参与下小胶质细胞所发挥的免疫调节作用，这也是近年来无细胞治疗领域的焦点。不过大多数研究仅将小胶质细胞视为靶细胞，这不利于深入认识小胶质细胞源性EVs在疾病中所发挥病理生理作用。总体而言，在许多神经系统疾病中EVs在小胶质细胞与其他细胞的细胞间串扰中具有深远的生物学意义，该领域的临床转化也有待进一步探索。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nbd.2024.106700论文第一作者为中南大学湘雅二医院谢昊天硕士，通讯作者为中南大学湘雅二医院儿科文川教授。该研究受到国家自然科学基金(No. 82070758)、湖南省国家临床重点专科重大专项(No.Z2023032)、中南大学校企联合基金（NO.2024XQLH006）的资助。通讯作者介绍：文川，主任医师，教授，博士研究生导师，2013年儿科学博士毕业，2016年国家公派留学美国南加州大学研修。现任中南大学湘雅二医院儿童医学中心副主任、儿科学教研室副主任、儿童血液肿瘤专科主任。目前担任中华医学会儿科分会转化医学学组委员、中华医学会儿科分会心血管学组心衰协作组委员、中华医学会儿科分会心血管学组心肌病精准诊治协作组委员、中国医师协会神经修复学分会儿科神经修复学组委员、中国医师协会儿童重症医师分会心血管专业委员会委员、中国抗癌协会儿童肿瘤学组青年委员、中国医药教育协会临床应用药物安全评价研究儿科专业委员会委员、湖南省医学会儿科学分会青年委员副主任委员、湖南省儿童白血病救治副组长等。担任国家住培医师规范化培训评估专家。担任《中国当代儿科杂志》、《中国感染控制杂志》、《儿科药学杂志》等期刊通讯编委。专业及研究方向：从事儿科临床、教学、科研及管理工作20余年。临床工作方面，专注儿童血液病与肿瘤疾病的诊治，包括干细胞移植治疗及儿童贫血、出血及血液恶性疾病和实体瘤等疾病的诊治。科研方面，重点探究细胞外囊泡在血液系统及自身免疫性疾病中所发挥的作用，自蛋白与代谢层面深入发掘疾病相关分子机制，为疾病靶向治疗提供新策略。学术成果：先后主持和参与国家自然科学基金4项，主持省部级重点课题及厅级科研课题8项。获湖南省“225”工程高层次卫生人才。获湖南省科技厅医学科技成果奖1项。以第一作者和通讯作者发表论文40余篇,其中SCI论文10余篇。参编著作5部，包括第九版《儿科学》教材数字编委。转载须知：“逻辑神经科学”特邀稿件，且作者授权发布；本内容著作权归作者和“逻辑神经科学”共同所有；欢迎个人转发分享，未经授权禁止转载，违者必究。
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