有望治愈老年痴呆？自主平台有功劳！
明天就是元宵佳节，2018狗年春节就要结束啦。假期短暂，但我们步履不停，华大基因的小伙伴们在春节假期中，也收获颇丰。2月22日，由BGISEQ-500+10X Genomics平台双重助力的有关脑内小胶质细胞再生机制的最新科研成果，在线发布于《Nature Neuroscience》，这也是华大自主平台BGISEQ的第39篇文章。
神经细胞属于一类高度分化的细胞，中枢神经系统的分化能力极其有限。说到神经细胞，大家第一时间可能会联想到一些神经退行病变，例如：脑外伤、老年痴呆和帕金森病等。这些疾病会导致患者在运动、语言、视觉等方面出现不同程度的损伤，使得其家庭遭受沉重的打击。
在很长的一段时间内人们认为中枢神经系统的损伤是无法修复的，如今，随着科研技术的发展，这一认知逐渐被改变，一种名为“小胶质细胞”的细胞，出现在人们的视野中，中枢神经细胞再生已成为可能！今天，科技君就带大家扒一扒这种有望治愈老年痴呆的“小胶质细胞”的前世今生。
小胶质细胞的发现
早期的研究表明，在脑内只存在两类干细胞（或前体细胞）: 神经干细胞（neural stem cell, NSC）以及少突胶质前体细胞（oligodendrocyte precursor cell, OPC）。前者可分化成神经细胞和星形胶质细胞（astrocyte），后者可分化为少突胶质细胞（oligodendrocyte）。
直到2014年，《Neuron》杂志发表文章发现，成年哺乳动物的中枢神经细胞内出现大规模的细胞再生现象，并称这个过程为小胶质细胞再殖[1]。前人的研究结果推测再殖小胶质细胞起源于Nestin阳性的小胶质细胞前体细胞（microglial progenitor cell），这被认为是继神经干细胞和少突胶质细胞前体细胞后，在成年哺乳动物中枢神经系统内新发现的第三类干细胞，具有高度分化的潜能和惊人的分化速度，一度被科学家认为治疗中枢神经系统损伤和再生医学应用最具意义的一类干细胞！
然而，对于这类小胶质细胞的分化起源，却产生了极大争议。不同于中枢神经系统内的其它细胞都起源于外胚层，小胶质细胞最初的起源是在胚胎期的卵黄囊，是一类髓系细胞[1]。
这意味着，小胶质细胞具有了跨谱系分化的潜能。问题就在于，这种跨谱系的细胞分化现象，在成年的哺乳动物中枢神经系统内发生的概率却是极低的。
那么，小胶质细胞前体细胞是否真的存在呢？
小胶质细胞的“出生”
2018年2月22日，中科院深圳先进技术研究院的彭勃团队在国际顶级刊物《Nature Neuroscience》上在线发表的文章中，上述问题得到了一一破解。值得一提的是，因为出色回答了领域内关于小胶质细胞起源的重要问题，多位审稿人均对该研究成果给予了非常高的评价，该论文也非常少见地在仅经一次修改的情况下被《Nature Neuroscience》接收。
彭勃团队通过多种谱系追踪技术，结合华大基因提供的10X Genomics高通量单细胞RNA-Seq和BGISEQ-500 RNA-Seq组织测序技术服务，全面的阐述了这种细胞再殖的机理。发现了再殖小胶质细胞与原生小胶质细胞在功能生物学上的高度相似性；多维度的紧密实验设计和论述，推翻了前人关于再殖小胶质细胞起源于Nestin阳性的前体细胞，并进行了跨谱系分化的结论。并发现再殖小胶质细胞完全起源于神经系统内少量残存的小胶质细胞[2]。
小胶质细胞的“今生”
图1 大脑残存小胶质细胞和再殖小胶质细胞的差异转录图谱分析以及小胶质细胞的再殖过程几乎不影响大脑的整体转录图谱
图a、b：分别展示了再殖过程前和再殖过程后小胶质细胞数量的比例发生了快速的增加；图c：展示了再殖小胶质细胞中，与细胞周期和增殖相关的基因都出现了上调表达；图d、e：展示了大脑小胶质细胞的消耗和再殖状态下，转录图谱的差异热图分析。图d显示，当小胶质细胞出现指数级别增加的第60天，只有3个基因是明显出现差异高表达的；图f、g：LPS（内毒素）干扰以及非LPS干扰的差异转录图谱热图分析显示，残存的小胶质细胞和再殖的小胶质细胞生物学功能非常接近。
此研究工作主要是由彭勃团队与香港大学饶艳霞医生和上海精神卫生中心袁逖飞教授合作完成的。完成如此卓越工作的彭勃团队，也是一支非常年轻且高颜值的团队！
彭勃团队成员，从左至右分别为：王可博士、黄玉斌博士、彭勃副研究员、徐臻博士、孙芳芳和唐珂桢。
文章的致谢部分还特别感谢了华大基因小伙伴们的技术支持。
能够帮助这么多杰出的科研合作伙伴出成果、发文章，尤其是服务得到认可，科技君的内心充满了自豪和感恩！恰逢正月，也祝愿全国的科研工作者们，都能顺顺利利地发表大文章！
华大基因单细胞产品的优势
★更丰富的项目经验。 华大基因成立至今，单细胞测序技术服务时间长达10余年，期间，合作伙伴遍布全球，多项科研成果在顶尖杂志上发表。
★更多样的样本类型。可接受常规的细胞悬液样本、细胞系样本以外，还可以接收组织样本，提供组织解离服务（肿瘤组织）。
★更接近前沿热点信息分析内容。除标准分析以外，还可提供模拟时空变化表达聚类分析等，多种可视化分析软件可供选择，让数据易懂性更强。
华大基因和10X Genomics公司有着紧密的技术合作，双方已在2018年的第36届J.P.摩根健康产业大会，和第12届的国际基因组学大会上宣布BGISEQ系列相关的测序仪与10X Genomics设备相关的linked reads和单细胞转录组建库技术兼容。
【参考文献】
[1]. Elmore, M.R., et al., Colony-stimulating factor 1 receptor signaling is necessary for microglia viability, unmasking a microglia progenitor cell in the adult brain. Neuron, 2014. 82(2): p. 380-97.
[2]. Huang Y, Xu Z, Xiong S, et al. Repopulated microglia are solely derived from the proliferation of residual microglia after acute depletion[J]. Nature Neuroscience, 2018: 1.
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撰稿：吴蔚瑶
编辑：市场部
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