神经元细胞类型和神经胶质细胞类型标记物快速指南

中枢神经系统 (CNS) 由高度特异化的细胞组成，每种细胞在处理感觉输入和运动输入中都发挥关键作用。神经元是一种 CNS 细胞类型，专门传输和处理电子信号。

除了神经元之外，CNS 还包括有助于保护神经元并确保功能正常的非神经元细胞类型，如神经胶质细胞。在人脑中，神经胶质细胞与神经元一样普遍。人脑中大多数神经胶质细胞是少突胶质细胞 (45–75%) 或星形胶质细胞 (19–40%)。小胶质细胞或室管膜细胞不足 10%。虽然这类细胞丰度不大，但在重要性上却不可小觑 — 小胶质细胞在神经炎症和神经退行性疾病中发挥关键作用。

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本博客文章指南包括一些用于检测和研究神经元细胞和神经胶质细胞的最常见标记物。 

神经元细胞标记物

哺乳动物神经系统的所有神经元均起源于神经干细胞，神经干细胞有自我更新和多潜能性的特征。证据表明，脑内聚集的蛋白质或暴露于长期刺激可导致有害于细胞并可能助长神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏病 (AD)、帕金森氏病 (PD) 和肌萎缩性侧索硬化症 (ALS)）发病机制的慢性炎症。

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成熟神经元的检测和表达在了解 CNS 的健康状况中起着重要作用，可通过观察 MAP2、NeuN、神经丝-H、神经丝-L 和 神经丝-M 的表达来实现。例如，神经丝-L 是对神经退行充分确定的 CSF 生物标记物。¹ 

小鼠脑、Hela 细胞（阴性对照）和大鼠脑中使用 PathScan^® Total Neurofilament Sandwich ELISA Kit #99175 检出的神经丝-L 蛋白。

神经胶质细胞标记物

小胶质细胞标记物

小胶质细胞是源于骨髓并在发育期间迁移到 CNS 的免疫细胞。小胶质细胞的众多功能包括在胚胎形成期间修剪复杂的神经网络、通过响应于神经递质释放辅助突触可塑性或阻止兴奋性中毒以及对急性感染或病理变化或脑创伤发起炎症反应。

鉴定 CNS 中这些常驻型巨噬细胞的特异性标记物为整合素 α M (ITGAM/CD11b)、表面糖蛋白 F4/80、CD45、Iba1 和 TMEM119。

淀粉样蛋白小鼠模型脑的共聚焦免疫荧光分析。TMEM119 (E4B9S) Mouse mAb #98778（红色）识别淀粉样蛋白斑块周围经 β-Amyloid (D54D2) XP^® Rabbit mAb (Alexa Fluor^® 647 Conjugate) #42284（伪彩青色）染色的小胶质细胞。GFAP (E4L7M) XP^® Rabbit mAb #80788（绿色）检出星形胶质细胞。

在疾病状态下，可通过称为疾病相关小胶质细胞 (DAM) 的分子标签来检测不同的小胶质细胞群。DAM 分阶段成熟，其中两个阶段可以借助不同生物标记物的表达表征：

• 阶段 1：DAM 小胶质细胞上调 TREM2（触发在骨髓细胞 2 上表达的受体）、ApoE 和 DAP12 并下调P2RY12 和跨膜蛋白 119 (TMEM119) 。
• 阶段 2：DAM 上调骨桥蛋白/SPP1 和胱抑素 7 (CST7)。

少突胶质细胞标记物

少突胶质细胞是 CNS 中产生髓磷脂的一种特化胶质细胞类型，髓磷脂在轴突周围提供保护性鞘并改善神经元间信号传导速度。少突胶质细胞以表达髓磷脂家族蛋白为特征： 髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白 (MOG)、髓磷脂相关糖蛋白 (MAG) 和髓磷脂碱性蛋白 (MBP)。另一种关键的少突胶质细胞蛋白 Olig2 是初级和成熟少突胶质细胞的有用标记物。

对使用 Olig2 (E6G6Q) XP^® Rabbit mAb #65915（左图，红色）标记以及使用 GFAP (GA5) Mouse mAb (Alexa Fluor^® 488 Conjugate) #3655（右图，绿色）和 DAPI #4083（右图，蓝色）共标记的固定冷冻的出生后第五天 (P5) 小鼠海马进行共聚焦免疫荧光分析。

少突胶质细胞祖细胞存在于脑中，以促进响应于损伤的细胞再生。然而，髓磷脂分解和少突胶质细胞再生失能以及髓磷脂不足或功能障碍已经与 AD、PD、ALS 和多发性硬化症 (MS) 等数种神经退行性疾病的发病机制相关。

星形胶质细胞标记物

星形胶质细胞是另一种免疫活性胶质细胞，产生于 CNS，并且在脑中被发现。在健康的神经系统中，星形胶质细胞在发育、调节血流（通过支持血脑屏障内皮细胞）、突触传递和功能，以及能量和代谢（通过为神经元提供营养以及合成某些神经递质）中起到重要作用。星形胶质细胞的最特异标记物是 GFAP。

使用 GFAP (D1F4Q) XP^® Rabbit mAb #12389（绿色）和 Neurofilament-H（RMdO 20）Mouse mAb #2836（红色）对大鼠小脑进行共聚焦免疫分析。蓝色伪彩 = DRAQ5^® #4084 （荧光 DNA 染料）。

S100B 也在星形胶质细胞中大量表达。然而，它还选择性地存在于髓鞘少突胶质细胞中。阐明 S100B 的表达和功能是一个活跃的研究领域。

星形胶质细胞的功能丧失或功能异常与多种神经退行性疾病过程有关。星形胶质细胞的慢性激活导致类似于 AD 和亨廷顿病中所观察到病变的形成。

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其他资源

• 电子书手册：神经退行过程标志：鉴定基础性生物过程
• 神经退行性疾病通路：
  • 阿尔茨海默症信号转导
  • 帕金森病中的多巴胺信号转导

选择以下参考文献

1. Gaetani L, Blennow K, Calabresi P, Di Filippo M, Parnetti L, Zetterberg H. Neurofilament light chain as a biomarker in neurological disorders. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2019;90(8):870-881. doi:10.1136/jnnp-2018-320106