Neuroscience Bulletin 2021年第4期封面文章：解析大脑皮质神经胶质细胞的发育起源
哺乳动物的大脑皮层控制着大脑的最高级功能，包含着数十亿个神经元和胶质细胞。在小鼠大脑皮质发育过程中，放射状胶质细胞（Radial glial cells，RGCs）被称为最早的神经干细胞（Primary Neural stem cells，NSCs），它可以先后产生不同类型的大脑皮质兴奋性神经元亚型（投射锥体神经元，Projection pyramidal neurons，PyNs），和大脑皮质的少突胶质细胞（Oligodendrocytes）、星形胶质细胞（Astrocytes）及迁往嗅球（Olfactory bulb，OB）的中间神经元。
成年大脑皮质神经胶质细胞的数量和神经元的数量相当，具有许多重要的生理功能。但是，胶质细胞的发育起源却一直不清楚。换句话说，胶质细胞的家谱-谱系（前体细胞及各个分支子代细胞的谱系树）不清楚。已有证据表明，脑内大多数的神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞往往不是放射胶质细胞（神经干细胞）的直接后代，而是来源于神经前体细胞（Intermediate progenitor cells，IPC）。神经干细胞一般是先产生神经前体细胞，神经前体细胞然后再产生神经元和胶质细胞。但是，神经前体细胞的分化潜能是怎样的，是不是具有多分化潜能，是否可产生多种类型的细胞，却不清楚。这是发育神经生物学领域内的重要问题之一。
本期的封面文章，来自复旦大学脑科学研究院杨振纲研究组的研究成果，给出了明确的答案：大脑皮质的星形胶质细胞、少突胶质细胞和迁往嗅球的中间神经元具有共同的起源。该文章通过整合单细胞RNA-Seq, ATAC-Seq和交叉细胞谱系追踪等多方面的实验证据，发现：（1）在刚刚出生的小鼠的大脑皮质内，就可以清楚地辨别出少突胶质细胞、星形胶质细胞和嗅球中间神经元（OBiNs）三种细胞类型；（2）这三种细胞类型都主要来源于具有多分化潜能的神经前体细胞（MIPCs）。简言之，在胚胎小鼠E16.5天前后，大脑皮质的放射胶质细胞（神经干细胞）开始产生表达ASCL1和EGFR、并且与侧脑室脑脊液相接触的具有多分化潜能的神经前体细胞（aMIPCs）。这一类aMIPCs然后快速分化为表达ASCL1、EGFR、OLIG2的MIPCs。这类MIPCs不与侧脑室接触，因此成为basal MIPCs（bMIPCs）。bMIPC经过几轮增殖和分裂而产生皮质少突胶质细胞、星形胶质细胞和迁往嗅球的中间神经元。这项工作揭示了皮质神经干细胞的谱系进展以及皮质星形胶质细胞和少突胶质细胞的发育起源（图1）。
复旦大学杨振纲教授介绍，有关神经胶质细胞的研究和神经元的研究一样，具有悠久的历史。1856年，德国病理学家Rudolf Virchow首次提出神经胶质的概念（nerve glue），直白的翻译，就是“神经组织胶水”。1893年，匈牙利解剖学家Michael von Lenhossek首次使用星形胶质细胞的名词（astrocytes, star-shaped glial cells），直白的翻译就是“像星星一样的胶质细胞”。1921年，西班牙神经科学家Pío del Río Hortega应用新的碳酸银染色技术（Silver Carbonate Staining）发现了少突胶质细胞。他还在1919年发现了小胶质细胞（microglia）。现代神经科学奠基人，西班牙神经科学家，1906年诺贝尔生理或医学奖获得者，Santiago Ramón y Cajal，也对神经胶质细胞进行了描述，并提出著名的科学问题：胶质细胞的功能是什么？这个问题至今也没有给出完整的答案。另外一个问题就是星形胶质细胞的发育起源不清楚。杨振纲教授解释到，这篇论文的意义在于，在神经前体细胞群体水平上解析了星形胶质细胞和少突胶质细胞的共同发育起源，接下来还需要在单细胞水平上阐明神经前体细胞产生胶质细胞的具体过程。
本期特别刊发本刊副主编、杭州师范大学邱猛生教授和美国加州大学旧金山分校John L. Rubenstein教授（美国科学院、医学院、人文与科学院院士）共同撰写的编者按（Editorial）指出，该论文清晰的阐明了大脑皮质胶质细胞的共同起源，并且阐述了能够产生神经胶质细胞的神经前体细胞所具有的分子特征和分化路径。更重要的是，这篇论文所得出的结论可能是一个适用于啮齿类和灵长类（包括人类）神经胶质细胞发育产生的普遍规律。
本刊主编段树民院士也对该论文给予了很高的评价，认为是一篇具有重大原始创新的研究论文。希望我国科学家把更多的重要原始创新工作发表在Neuroscience Bulletin。
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Li X, Liu G, Yang L, Li Z, Zhang Z, Xu Z, et al. Decoding cortical glial cell development. Neurosci Bull 2021. 37: 440–460.
https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-021-00640-9
由本刊副主编邱猛生教授和John L. Rubenstein教授共同撰写的Editorial请扫描下方二维码或复制原文链接查阅网络版。
HuangH, Rubenstein JL, Qiu M. Cracking the codes of cortical glial progenitors: evidence for the common lineage of astrocytes and oligodendrocytes. Neurosci Bull 2021. 37: 437–439.
https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-021-00675-y
http://www.brainvta.ltd/