炎症刺激可增强成年APP小胶质细胞在微流控神经元-小胶质细胞共培养模型中对突触物质的摄取

《Journal of Neuroinflammation》：Inflammatory stimulus enhances synaptic material uptake by adult APP microglia in a microfluidic neuron–microglia co-culture model

星形胶质细胞在阿尔茨海默病中通过微流控共培养平台研究显示，APP转基因小鼠小胶质细胞在LPS刺激下形态改变、IL-1β分泌增加及突触物质选择性摄取，补体受体CD11b介导该过程，炎症反应存在基因型差异。

　　

摘要

小胶质细胞在突触重塑和神经炎症中起着关键作用，而这两者在阿尔茨海默病（AD）中都存在异常调节。然而，大多数体外模型依赖于新生或永生化的小胶质细胞，这限制了它们对成人病理生理学背景的适用性。在这里，我们介绍了一种隔室化的微流控共培养平台，该平台能够实现野生型（WT）和APP转基因小鼠的初级皮质神经元与成年小胶质细胞之间的空间可控相互作用。该系统允许在明确的炎症条件下精确分析小胶质细胞与突触之间的相互作用。在脂多糖（LPS）刺激下，APP小胶质细胞表现出夸张的形态反应、IL-1β分泌增加以及选择性增强对突触物质的摄取。相比之下，对非特异性底物（如pHrodo? Zymosan）的内化过程没有变化，这表明小胶质细胞的反应具有底物特异性。阻断补体受体CD11b可以消除LPS诱导的突触摄取增加，从而证实了补体依赖性途径的作用。转录组分析显示两种基因型都存在强烈的炎症反应，并且在促炎基因表达上存在基因型依赖性差异，这与免疫系统处于激活状态的特征一致。重要的是，突触摄取的增加并未伴随整体突触连接性的可测量损失，这突显了该系统检测小胶质细胞功能变化的能力。该模型能够捕捉到炎症刺激下基因型依赖性的小胶质细胞反应性，并提供了一个生理学上相关且易于操作的体外平台，用于研究炎症条件下小胶质细胞对突触脆弱性的影响，这些炎症条件与神经退行性疾病相关。