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近日，中国科学院的科学家做出了一个改写教科书的“大”发现！
中国科学院深圳先进技术研究院的李汉杰研究员团队发现，脊椎动物体内有一类细胞，在小鼠等小型动物中不存在，但是在人类等大型动物的外周神经系统中却发挥着重要作用。（点击文末“阅读原文”看论文）
科学家之前一直在小鼠中试图寻找这类细胞，但一直没有收获，团队没有草草得出结论，而是更换实验对象再次实验，最终得到了改写教科书级别的发现。
那么，这类细胞是什么，有着什么样的性质和功能呢？接下来，我们就一起来一睹为快吧！
小胶质细胞的亲兄弟
人们很早就知道，大脑中有一类特殊的细胞，被称作小胶质细胞（microglia）。
它们有点像神经中枢里的“监工”，能够及时清除大脑中的病原体、病灶以及坏掉的神经元，并且触发炎症反应，维持大脑的正常工作。
经过多年研究，科学家得出结论：小胶质细胞是适应了中枢神经系统工作环境的特殊巨噬细胞，因此只有在中枢神经系统里才有小胶质细胞。
由于中枢神经系统的特殊工作环境（封闭、细胞密集），它们确实需要一些特殊的巨噬细胞，因此长久以来并没有人提出过质疑。
李汉杰研究员团队采用一种称为“数据驱动”的研究策略。我们不知道其它地方有没有小胶质细胞，但我们可以像全国人口普查一样，普查全身的细胞。
2023年，李汉杰研究员团队公布了他们的普查结果：在人类发育阶段的多个系统中，基本都发现了与小胶质细胞非常相似的细胞。
这些细胞与小胶质细胞有相似的转录组、蛋白质以及发育起源。团队因此证明了小胶质细胞并非中枢神经系统独有，这是教科书级别的发现。（点这里揭秘小胶质细胞的分布与功能~）
然而，在这一轰动性的发现之余，细心的科学家察觉到了一个不起眼的盲点。
“灯下黑”的外周神经系统
脊椎动物的神经系统分为两部分：一部分是由大脑、脊髓构成的中枢神经系统（简称CNS），另一部分是由外围神经等组成的外周神经系统（简称PNS）。
现在我们知道，小胶质细胞并非中枢神经系统独有了，那么最应该发现也有小胶质细胞的，应该是与中枢最亲密的外周神经系统。
然而，在对小鼠和大鼠模型的外周神经系统进行多次重复实验后，研究者都没有发现小胶质细胞的踪影。
此时，团队没有急于下结论，而是及时切换了研究对象，想要试试在人、猴和猪的外周神经系统里会不会有发现。
一试不要紧，在这些物种的外周神经系统里真的发现了与小胶质细胞极为相似的细胞！
激动过后，科学家又敏锐地提出了问题：为什么小鼠外周神经系统中没有，而人猴猪就有呢？那么其它的动物有没有呢？
外周神经系统与中枢神经系统中的小胶质细胞与具有相同的转录组、表观组及发育路径
于是他们开始了一系列的探索之旅，而结果非常耐人寻味。
研究发现，外周神经系统中含有小胶质细胞的动物有人、马、猪、骆驼等；而外周神经系统不含小胶质细胞的动物有小鼠、大鼠、兔子、斑马鱼等。
各位正在读文章的福尔摩斯们，发现问题的“华点”了吗？
没错！答案就是体型。大型动物的外周神经系统中含有小胶质细胞，而小型动物体内则不含。
为了验证这一猜想，研究者一鼓作气地接连分析了24种不同的动物，确认了这一结论。
不仅如此，他们还发现，体型越大的动物，外周神经系统中含有的小胶质细胞就越丰富；体型相对越小，那么含有的小胶质细胞也就越少。
外周神经系统小胶质细胞在进化上古老且与物种体型/神经元胞体大小正相关
这一发现进一步鼓舞了研究者的好奇心，他们继续向着下一个问题前进：为什么动物越大，小胶质细胞就要越多呢？
香蕉越大，香蕉皮越大
将痛觉从脚趾传到脊髓，对于腿长几厘米的老鼠来说，只需要很小的外周神经元即可；但是对于大长腿的人类来说，就需要一个非常大的外周神经元。
也就是说，体型越大的生物，它们需要的外周神经细胞也一定越大。
于是，研究者提出了这样的假说：大型生物的外周神经系统需要更多小胶质细胞，是因为小胶质细胞可以帮助它们长出更大的外周神经元。
在这一假说的驱动下，他们设计了两方面的实验。
首先，将猪胚胎中的外周神经元分为两组，一组有小胶质细胞包裹，另一组不包裹，结果发现没有小胶质细胞包裹的神经元要比受到包裹的神经元小很多。
其次，采用药物将正常胚胎中包裹外周神经元的小胶质细胞清除，结果发现这些外周神经元的生长受到了阻碍，并且也变得不敏感了。
这两项实验，从两个互补的角度证明了外周神经系统的小胶质细胞分布与动物体型之间的联系。
原来，大型动物的外周神经系统中存在着小胶质细胞，它们包裹着外周神经元，能让它们长得更大，并且维持它们的功能，使它们能够胜任在大型动物中的工作。
外周神经系统小胶质细胞是外周神经元胞体变大，轴突生长，功能成熟所需要的
看来，大型动物并不只是把小型动物放大那么简单，从分子到细胞乃至系统的各个层面，都要做出调节和改动才能让动物更好地适应不同体型带来的不同生活模式。
脊椎动物的体型跨度极大，从不到5克重的大黄蜂蝙蝠到几十吨重的蓝鲸，它们的相同点令人震惊，但它们的不同点也是显而易见的。研究探索过程中，不能仅局限于小鼠、大鼠等易得的模式生物，避免盲人摸象式的浅尝辄止，才能更好地认识自然世界。
到这里，外周神经系统小胶质细胞的故事就告一段落了。
从这项研究中，我们能够感受到“数据-假说双驱动”对于科学研究的巨大促进作用，这也正是李汉杰团队在一系列高水平研究过程中所坚持的研究范式。
这项研究不但刷新了神经科学的百年认知，还为外周神经系统的发育提供了新的视角，有望为神经科学的发展打开一扇新的大门。
外周神经系统小胶质细胞是改写教科书级别的发现
作者团队
（图片来源：作者提供）
作者：牧心
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