生成和共培养小鼠原代小胶质细胞和皮质神经元

小胶质细胞是组织驻留的巨噬细胞，可促进中枢神经系统 （CNS） 的免疫监视和稳态^1,2,3。它们起源于卵黄囊红髓样祖细胞，在胚胎发育过程中定植于大脑 ^4,5,6，^并通过自我更新（涉及增殖和细胞凋亡）在生物体的整个生命周期中维持⁷。在稳态时，静息小胶质细胞分化形态并参与组织监测 ^8,9,10。

小胶质细胞表达许多细胞表面受体，这使它们能够快速响应 CNS 的变化^11,12，^并在感染或组织损伤的情况下促进炎症反应 12,13,14，以及在神经退行性疾病^{期间 9,15}，如多发性硬化症 （MS）^16,17.小胶质细胞还表达各种神经递质和神经肽的受体 ^18,19,20，这表明它们也可能响应并调节神经元活动 ^21,22。事实上，小胶质细胞和神经元以各种形式的双向通讯相互作用 ^8,23，例如由膜蛋白介导的直接相互作用或通过可溶性因子或中间细胞的间接相互作用^23,24。

例如，神经元分泌的各种神经递质可以调节小胶质细胞的神经保护或炎症活性 25,26,27。此外，神经元和小胶质细胞之间的直接相互作用有助于将小胶质细胞维持在稳态²⁸。相反，小胶质细胞与神经元的直接相互作用可以塑造神经元回路²⁹ 并影响神经元信号转导 30,31,32。由于这些相互作用的破坏会诱导神经元的过度兴奋³⁰ 和小胶质细胞反应性^33,34，^失调的小胶质细胞-神经元相互作用被认为是神经系统疾病的一个促成因素^33,35。事实上，精神病^23,26 和神经退行性疾病已被描述为表现出功能失调的小胶质细胞-神经元相互作用³³。虽然这些观察结果强调了小胶质细胞-神经元通讯在 CNS 中的重要性，但这些相互作用如何调节健康和疾病中小胶质细胞和神经元功能的具体机制相对未知。

在 CNS 等复杂环境中，多种环境因素会影响小胶质细胞-神经元相互作用，从而限制了研究 体内瞬时细胞相互作用的能力。在这里，我们提出了一种 体外 小胶质细胞-神经元共培养系统，可用于研究小胶质细胞和神经元之间的直接细胞相互作用。该方案分别描述了出生后第 0-2 天和胚胎小鼠第 16-18 天之间从新生小鼠皮层产生原代小胶质细胞和神经元。然后将神经元和小胶质细胞在 96 孔板中共培养，用于下游高通量实验。我们之前使用这种方法来证明小胶质细胞吞噬作用保护神经元免受氧化磷脂酰胆碱介导的细胞死亡³⁷，这表明这种方法可以帮助理解小胶质细胞在神经变性和 MS 中的作用。同样，小胶质细胞-神经元共培养也可能有助于研究小胶质细胞-神经元串扰在其他情况下的影响，例如病毒感染³⁸ 或神经元损伤和修复³⁹。总体而言， 体外小 胶质细胞-神经元共培养系统使研究人员能够在可操作和受控的环境中研究小胶质细胞-神经元相互作用，这与 体内 模型相辅相成。