本技术介绍了一种全脑小胶质细胞移植的实验方法。该方法通过使用CSF1R抑制剂PLX3397进行三个周期的小胶质细胞耗竭处理,随后将外源性小胶质细胞注射至实验动物脑内,以实现全脑小胶质细胞的移植。
背景技术
尽管医疗技术取得了巨大的进步,但神经系统疾病的治疗仍然是一个巨大的挑战。由于细胞疗法具有持久效应的潜力,因此其已成为一种有前景的途径。越来越多的遗传学证据已经确立了小胶质细胞基因突变与各种神经疾病之间的牢固联系。例如,CSF1R突变与伴轴突球和色素胶质细胞的成人白质脑病相关,TREM2纯合突变导致Nasu-Hakola病,而杂合TREM2突变,尤其是R47H变异,显著增加阿尔茨海默病的风险。纠正小胶质细胞突变基因有可能治疗这些基于小胶质细胞的疾病。然而,小胶质细胞内的基因编辑面临着相当大的挑战,例如基因传递的困难和引起潜在的免疫反应,这限制了其治疗应用。因此,小胶质细胞替代疗法成为治疗这些疾病更可行和有效的方法。
目前,现有的小胶质细胞替代疗法主要有骨髓移植(bone marrowtransplantation,BMT)或造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)是一种广泛应用于血液系统恶性肿瘤的细胞疗法。这一过程需要使用放疗或化疗进行机体预处理,以清除受者骨髓,从而为供者干细胞植入建立一个接受龛。由于骨髓来源的细胞可以部分替代脑内的小胶质细胞,这一传统移植方法在治疗神经病理疾病方面显示出潜在的治疗效果,如脑白质营养不良和溶酶体贮积病。然而,这种方法的细胞替换效率仍然很低,在缓解神经症状方面疗效甚微。应用该方法的临床前尝试往往达不到预期效果。
最近的研究表明,使用CSF1R抑制剂去除小胶质细胞可显著增加骨髓移植期间外周细胞向脑内的浸润。然而,移植所需的预处理触发了脑损伤反应,可能会影响预期的治疗结果。例如,放疗或化疗会破坏血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的完整性并触发神经炎症反应。此外,白消安介导的骨髓清除可严重损害脑再生群体,导致成年期神经发生的永久性丧失,并可能加剧认知缺陷和疾病进展。虽然缺乏小胶质细胞的遗传模型在不需要苛刻条件的情况下促进了外周细胞的植入,但将这一方法转化为临床实践是不可行的。外周骨髓来源的细胞可以在空间上取代小胶质细胞,但它们通常在特征和功能上与初始小胶质细胞不同。
此外,通过颅内注射的方式向脑内移植小胶质细胞(traditional microgliatransplantation,tMT),仅有极少数的小胶质细胞能够整合入脑内,仅占脑内小胶质细胞总数的0.03%。近年来,国际上有多个课题组通过类似的思路实现了小胶质细胞移植:在发育早期(P0~P1)将外源性小胶质细胞移植入免疫缺陷的小鼠。但是该类方法依赖于免疫缺陷型的移植受体小鼠,且移植必须在发育早期完成(小胶质细胞未在脑内完成定殖时),无法用于疾病治疗。因此,如何能在成年小鼠脑内高效地替换小胶质细胞成为领域内关注的重点问题。
鉴于目前小胶质细胞替代移植方法的局限性,很有必要开发一种替代方法,以提高移植效率,减少预处理相关的副作用,并保留初始小胶质细胞的特性和功能。
实现思路