小膠質細胞是中樞神經系統最重要的免疫細胞。
我們經常說，某個游戲或者難題太燒腦了，讓大腦細胞死了一大片。你知道腦細胞死后去哪里嗎？自然界的死亡物處理不當，可能會造成環境污染和細菌繁衍，大腦中廢物的清理也同樣重要。大腦中的“清道夫”——小膠質細胞，對大腦的垃圾處理起到了重要作用。
圖：小膠質細胞像吃豆子一樣追逐、吞噬受損的細胞和顆粒。
我們常說的“腦細胞”一般指神經元，這類的腦細胞能接受、傳遞信息。實際上，腦細胞不只是神經元，還包括神經膠質細胞。神經元在大腦中其實是少數派。膠質細胞的數量是神經元的十倍。膠質細胞分三類：星形膠質細胞、少突膠質細胞和小膠質細胞。
小膠質細胞大約占大腦中膠質細胞的20%，是中樞神經系統最重要的免疫細胞，作用相當于腦和脊髓中的巨噬細胞，是大腦的清道夫。（身體中的巨噬細胞屬于免疫細胞的一種，它來自于骨髓中，在體內以固定細胞或游離細胞的形式對細胞殘片或病原體進行吞噬和消化，同時激活淋巴球或其他免疫細胞一起抵抗病原體。）
小膠質細胞通過消除凋亡的神經元、修剪沒有功能的神經元突觸，生產支持神
經元存活的配體來調節大腦
功能，保護神經元和大腦的功能。它是中樞神經系統中的第
一道免疫防線，也是最主要的一道免疫防線。
身體的巨噬細胞會清除體內死亡的細胞和病原體。大腦中的小膠質細胞也會追逐并吞噬受損的細胞和顆粒物。神奇的是，小膠質細胞有一個細胞體。細胞體上有很多分支，幫助它在大腦中移動、并感知哪里有壞死的細胞。
當小膠質細胞感覺到大腦在受到攻擊時，它們就會收縮分支并把這些分支拉入細胞體內，成為一個龐大的白細胞，吞噬和消化不需要的物質。它們的形態不是固定不變的。如果大腦受傷，大腦內部的小膠質細胞的形態也會發生變化。Plos One 上發表的一項研究對腦外傷后的腦細胞進行研究。研究人員收集了大腦受傷小鼠的腦組織來研究小膠質細胞，分析觀察他們的形狀變化。
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0097096
研究人員發現，腦損傷第一天后，小膠質細胞就開始慢慢變成桿狀的細胞。他們還會縮回很多的側枝，讓細胞體長得更長。大腦受傷后，連接到細胞主要分支的數量也會隨著時間變化。隨著時間流失，小膠質細胞會重新長出分支，到了28天的時候，小膠質細胞會長出很多的分支幫助大腦。
小膠質細胞的功能，可遠不止免疫防線這一個功能。2020年《nature》上發表的研究表明，小膠質細胞會控制神經元放電的速度，限制神經元的過度激活。小膠質細胞的消融會放大并同步神經元的活動，導致癲癇發作。大腦中存在的炎癥因子，會引發神經退行性病變，如阿爾茨海默癥等。小膠質細胞通過影響周圍促炎信號，抑制老年癡呆等神經退行性疾病。
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2777-8
通過感知和響應神經元的激活，小膠質細胞可以提供神經元活動的反饋，讓大腦對相應活動進行響應，保護大腦免受疾病侵害。此外，小膠質細胞還能通過吞噬和去除不需要的神經元突觸來參與大腦神經回路的發育和雕刻。這也意味著，小膠質細胞的異常變化（不再參與或者參與過多），都會引發大腦的病變。
大腦中的毒性蛋白可能引發阿爾茨海默癥和大腦功能異常。《Nature》2020年10月2日上發表的另一項研究表示，小膠質細胞不僅參與清除大腦中毒性蛋白的過程，還可以在一定程度上充當人體大腦中神經元的功能，并調節人體穩態。加拿大研究人員2018年發表在《細胞生理學》雜志上的研究表示，小膠質細胞在大腦中有保護作用，通過吞噬大腦中異常或死去的細胞，維持大腦的清潔環境，具有降低阿爾茨海默癥發生率的作用。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33004513/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5800817/
研究認為，小膠質細胞吞噬細胞的功能，能介導淋巴清除體內循環廢物和大腦清除垃圾的過程，延遲阿爾茨海默癥的發作。線粒體被認為是細胞的動力源，為細胞活動提供能量。大腦中Aβ毒性蛋白的累積，會破壞線粒體的功能、引發小膠質細胞的凋亡，進一步累積毒性蛋白，加速阿爾茨海默癥的病情進度。
南京醫科大學2019年發表過一項研究。他們發現小鼠的膠質細胞中的水通道蛋白AQP4基因會協助將水運出或運進大腦，介導清除大腦內的毒性蛋白、提高淋巴功能。研究人員把小鼠額葉皮層的小膠質細胞清除后，發現小鼠腦內毒性蛋白堆積速度明顯提高，從而證實了小膠質細胞清除大腦垃圾的功能。也就是說，保持大腦中小膠質細胞的健康和功能正常，有助于維持線粒體的活性和功能，對預防認知癥、提高免疫功能都有重要的意義。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33008458/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7468434/
小膠質細胞是大腦的清道夫，吞噬死亡神經元和不需要的神經元突觸。
小膠質細胞的健康有助于維持線粒體的活性和功能，有助于預防認知癥、提高免疫功能。
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專注于大腦認知科學、腦健康和心理健康大眾科普。創作團隊來自于美國伯克利大學、美國賓州大學，北京大學、清華大學、北京師范大學、首都醫科大學等國內外大學碩博。
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