HostmicrobiotaconstantlycontrolmaturationandfunctionofmicrogliaintheCNS
宿主菌群可持续控制中枢神经系统中小胶质细胞的成熟与功能
文章概括：
小神经胶质细胞是中枢神经系统中重要的免疫细胞，是大脑中最重要的炎症细胞，在致病菌入侵或者机体受到损伤时可以被激活来销毁致病菌并且移除损伤细胞。但是当身体处于平衡状态时，是什么控制小神经胶质细胞的成熟以及激活仍是未知。通过研究无菌鼠发现，其小神经胶质细胞的细胞组成以及成熟有缺陷，进而影响了其免疫系统。当在无菌鼠内重新种植菌群后，小神经胶质细胞缺陷的功能又会有所恢复。进一步研究表明，是肠道菌群内的短链脂肪酸以及菌群产生的发酵物会对小神经胶质细胞的动态平衡。同时发现，当肠道内缺乏短链脂肪酸受体时，其小神经胶质细胞也会相应的有缺陷，是一种镜像现象。
文章信息
ErnyD,deAngelisALH,JaitinD,etal.HostmicrobiotaconstantlycontrolmaturationandfunctionofmicrogliaintheCNS[J].Natureneuroscience,,18(7):-.SCI影响因子：16.
创新点
1)本文研究了神经化学调节物受肠道菌群的影响。
2)小胶质细胞在大脑中具有很重要的生理功能，大量小胶质细胞的基因与神经的失控有关，研究肠道微生物对小胶质细胞的作用。
3)从小胶质细胞的成熟和功能两方面展开研究，探讨小胶质细胞能否通过微生物调节修复。
研究背景
小胶质细胞在机体修复血脑屏障损伤的过程中扮演着重要作用，其可以持续监测环境，并且可以通过激活活性来完成多种功能，比如严重控制、杀灭病原体，以及清除死亡或损伤细胞等。我们大脑中超过一半的细胞都是由神经胶质细胞组成，其可以缠绕在神经纤维上并且促进其绝缘，从而使得电脉冲和化学脉冲可以迅速传递，神经胶质细胞在大脑中扮演着非常活跃和动态化的角色。小胶质细胞在大脑中具有很重要的生理功能，大量小胶质细胞的基因与神经的失控有关，是什么在稳态环境中导致了小胶质细胞的成熟和功能改变？
实验设计及结果
研究对象：C57BL6/N鼠
动物实验设置：GF组和SPF组，使用流式细胞仪对小胶质细胞进行筛选，RNA测序对基因组中mRNA进行测序分析其成熟，最后用三维细胞形态学测定以及免疫组化的方法进行小胶质细胞功能检测。使用脂多糖和LCMV病毒模型分析微生物对小胶质细胞功能的影响。
实验结果：比较SPF和GF动物的小胶质细胞的基因组特征和表面分子，表明共生的微生物对塑造小胶质细胞的成熟和稳态条件很重要（图1）。
图1
GF小鼠的小胶质细胞具有不成熟的表型，表明微生物对其成熟很重要（图2）。
图2
使用脂多糖和LCMV病毒模型证明，肠道微生物的缺失，小胶质细胞的先天免疫反应剧烈减少，宿主微生物提高了小胶质细胞抗病毒及细菌攻击的能力（图3）。
图3
广谱抗生素实验证明稳态条件下肠道微生物对小胶质细胞稳态的持续起至关重要的作用（图4）。
图4
有限复杂度的宿主菌群不足以诱导小胶质细胞的成熟，肠道菌群的复杂度（而不是生物量）是小胶质细胞稳态所必需的（图5）。小胶质细胞的缺陷是可逆的，可以通过重新引入复杂微生物群或其代谢产物（SCFA）进行恢复。
图5
结论及展望
定植的复杂微生物群调节小胶质细胞成熟和激活状态，肠道菌群缺失显著损害小胶质细胞的成熟和形态。小胶质细胞的不成熟表型可以通过复杂微生物群的再定植逆转，证明了两者间的重要关系。在健康和疾病方面，宿主菌群对小胶质细胞的成熟和激活是至关重要的，本实验为微生物在大脑先天免疫系统的构成性活性提供了证据。这些结果有助于我们对中枢神经系统中小胶质细胞介导的炎症、神经精神病学和肿瘤学的疾病进行理解并用于治疗。
通讯作者及其简介
MarcoPrinz，德国弗莱堡大学神经病理学教授和神经病理学研究所主席。侧重于小胶质细胞和脑巨噬细胞在健康和疾病的发展和分子表征。曾在NatureCommunications,NatureMedicine，CancerResearch，Immunology等发表期刊论文。
推荐人
江南大学食品生物技术中心级硕士二组。
