中枢神经系统中成熟少突胶质细胞的异质性

doi:10.4103/NRR.NRR-D-24-00055

摘要/Abstract

摘要：

成熟的少突胶质细胞形成的髓鞘对中枢神经系统中轴突的绝缘和有效的信号传输至关重要。最近的证据挑战了成熟少突胶质细胞功能静态的传统观点，揭示了其各种动态功能，如调节神经元回路和为轴突提供代谢支持的能力。尽管人们认识到了成熟少突胶质细胞功能的潜在异质性，但却缺乏对成熟少突胶质细胞多样性的全面总结。我们深入研究了罗伯逊（Robertson）和德里奥-霍尔特加（de Río Hortega）在 20 世纪早期的研究，这些研究为现代识别成熟少突胶质细胞的区域和形态异质性奠定了基础。事实上，最近的形态学和功能学研究通过鉴定具有不同髓鞘化偏好的独特亚型，对长期以来假定的成熟少突胶质细胞功能的同质性提出了质疑。此外，利用单细胞/核 RNA 测序等技术进行的现代分子研究，不断揭示出人类中枢神经系统中至少有六种成熟少突胶质细胞亚群，这些亚群在转录组学上高度多样化，并随中枢神经系统区域的不同而变化。与年龄和疾病相关的成熟少突胶质细胞变异表明了多发性硬化症、阿尔茨海默病和精神疾病等病理条件的影响。尽管如此，在对成熟少突胶质细胞进行亚分类时仍需谨慎，因为从时间限制的研究中得出细胞特征的结论需要简化。利用空间转录组学和单细胞蛋白质组学等先进技术进行的未来研究有望对成熟少突胶质细胞的异质性有更细致的了解。通过这些研究途径，可以精确评估成熟少突胶质细胞的异质性，了解物种、性别、中枢神经系统区域、年龄和疾病等因素的影响，为开发针对不同中枢神经系统病理的治疗干预措施带来希望。

https://orcid.org/0000-0002-5148-0636 (Jack P. Antel); https://orcid.org/0009-0003-2916-1174 (Chao Weng)

Abstract:

Mature oligodendrocytes form myelin sheaths that are crucial for the insulation of axons and efficient signal transmission in the central nervous system. Recent evidence has challenged the classical view of the functionally static mature oligodendrocyte and revealed a gamut of dynamic functions such as the ability to modulate neuronal circuitry and provide metabolic support to axons. Despite the recognition of potential heterogeneity in mature oligodendrocyte function, a comprehensive summary of mature oligodendrocyte diversity is lacking. We delve into early 20th-century studies by Robertson and de Río Hortega that laid the foundation for the modern identification of regional and morphological heterogeneity in mature oligodendrocytes. Indeed, recent morphologic and functional studies call into question the long-assumed homogeneity of mature oligodendrocyte function through the identification of distinct subtypes with varying myelination preferences. Furthermore, modern molecular investigations, employing techniques such as single cell/nucleus RNA sequencing, consistently unveil at least six mature oligodendrocyte subpopulations in the human central nervous system that are highly transcriptomically diverse and vary with central nervous system region. Age and disease related mature oligodendrocyte variation denotes the impact of pathological conditions such as multiple sclerosis, Alzheimer's disease, and psychiatric disorders. Nevertheless, caution is warranted when subclassifying mature oligodendrocytes because of the simplification needed to make conclusions about cell identity from temporally confined investigations. Future studies leveraging advanced techniques like spatial transcriptomics and single-cell proteomics promise a more nuanced understanding of mature oligodendrocyte heterogeneity. Such research avenues that precisely evaluate mature oligodendrocyte heterogeneity with care to understand the mitigating influence of species, sex, central nervous system region, age, and disease, hold promise for the development of therapeutic interventions targeting varied central nervous system pathology.

Key words: aging, central nervous system diseases, electron microscopy, heterogeneity, immunohistochemistry, myelin sheath, natural history, neuroglia, oligodendroglia, singlecell gene expression analysis

. 中枢神经系统中成熟少突胶质细胞的异质性[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2025, 20(5): 1336-1349.

Chao Weng , Adam M.R. Groh, Moein Yaqubi, Qiao-Ling Cui , Jo Anne Stratton , G. R. Wayne Moore, Jack P. Antel. Heterogeneity of mature oligodendrocytes in the central nervous system[J]. Neural Regeneration Research, 2025, 20(5): 1336-1349.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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延伸阅读

NRR：美国麦吉尔大学学者全面总结中枢神经系统中成熟少突胶质细胞的异质性

成熟少突胶质细胞负责维持中枢神经系统内轴突的鞘化和髓鞘包裹，并由可塑性少突胶质细胞祖细胞池提供支持，这些祖细胞可分化成髓鞘前少突胶质细胞，并最终分化成新的成熟少突胶质细胞。少突胶质细胞通常被描述为结构和功能可塑性极低的静态细胞群。然而，人们越来越认识到，成熟少突胶质细胞在中枢神经系统中具有动态功能，包括雕刻神经元环路的能力、为轴突提供代谢支持的能力以及对损伤做出不同反应的能力。最近的一项研究甚至指出，成熟少突胶质细胞与其他神经胶质细胞在应对大脑衰老时具有相同的反应转录组特征。这些发现支持了中枢神经系统内可能存在多种成熟少突胶质细胞的观点。

尽管人们认识到了成熟少突胶质细胞功能的潜在异质性，但却缺乏对成熟少突胶质细胞多样性的全面总结。美国麦吉尔大学的Jack P. Antel等在《中国神经再生研究（英文）》（Neural Regeneration Research）2025年第5期上发表了综述文章，深入研究了罗伯逊（Robertson）和德里奥-霍尔特加（de Río Hortega）在 20 世纪早期的研究，这些研究为现代识别成熟少突胶质细胞的区域和形态异质性奠定了基础。事实上，最近的形态学和功能学研究通过鉴定具有不同髓鞘化偏好的独特亚型，对长期以来假定的成熟少突胶质细胞功能的同质性提出了质疑。此外，利用单细胞/核 RNA 测序等技术进行的现代分子研究，不断揭示出人类中枢神经系统中至少有六种成熟少突胶质细胞亚群，这些亚群在转录组学上高度多样化，并随中枢神经系统区域的不同而变化。与年龄和疾病相关的成熟少突胶质细胞变异表明了多发性硬化、阿尔茨海默病和精神疾病等病理条件的影响。尽管如此，在对成熟少突胶质细胞进行亚分类时仍需谨慎，因为从时间限制的研究中得出细胞特征的结论需要简化。利用空间转录组学和单细胞蛋白质组学等先进技术进行的未来研究有望对成熟少突胶质细胞的异质性有更细致的了解。通过这些研究途径，可以精确评估成熟少突胶质细胞的异质性，了解物种、性别、中枢神经系统区域、年龄和疾病等因素的影响，为开发针对不同中枢神经系统病理的治疗干预措施带来希望。