Cell：神經嵴細胞在胚胎發育早期清除死亡細胞

無論是人類、魚類還是任何其他類型的脊椎動物，在其一生當中，細胞都會死亡，從而為新細胞騰出空間來進行重要的過程。但是死細胞必須被清除，在胚胎階段之后，細胞碎片是通過稱為巨噬細胞的免疫系統細胞清除的。 然而，處于胚胎階段的有機體還沒有發育出巨噬細胞和免疫系統。它們是隨后在有機體的進一步發育過程中產生的。那么在巨噬細胞出現之前，死細胞是如何被清除的呢？這是發育生物學家長期以來提出的一個老問題。 如今，在一項新的研究中，來自美國弗吉尼亞大學的研究人員描述了他們發現的一個過程：神經系統的胚胎細胞---神經嵴細胞（neural crest cell）---在斑馬魚發育的較早階段執行死細胞清除任務。相關研究結果近期發表在Cell期刊上，論文標題為“Migratory Neural Crest Cells Phagocytose Dead Cells in the Developing Nervous System”。

圖片來自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.08.001。

通過對活斑馬魚胚胎進行成像，這些研究人員能夠觀察到遷移性的神經嵴細胞以一種非常類似巨噬細胞的方式發揮功能。這些最終產生周圍神經系統并產生多種組織（骨骼、色素細胞、軟骨和纖維結締組織）的神經嵴細胞似乎在物理上接觸死細胞，包圍它們，隨后吸收它們所含的諸如氨基酸之類的化合物，這些化合物接著就可用于構建新的細胞。

論文通訊作者、弗吉尼亞大學生物學教授Sarah Kucenas說，“有趣且意外的是，神經嵴細胞使用相同的細胞碎片清除機制，巨噬細胞在接管這一重要角色后也將會使用這一機制。這也是有意義的，這是因為作為在體內能夠快速移動的細胞，神經嵴細胞，發揮著這種重要的早期功能---死細胞清除---直到特化細胞，即巨噬細胞，出現。”

Kucenas的研究生之一、剛剛完成博士學位的Yunlu Zhu發現了這個結果，并且與Kucenas和本科神經科學學生Samantha Crowley開展了幾項進一步的實驗。

Kucenas說，“作為一名觀察力強、富有創造力的科學家，Yunlu發現并開始研究一種以前從未被注意到的細胞行為，即使神經嵴細胞已被研究了150年以上。在免疫系統發育之前，沒有人認為這些細胞會像免疫系統那樣吞噬碎片。”

Kucenas描述了胚胎發育和細胞碎片清除的過程，有點像建筑物的建造。需要支架來建造實際的胚胎，但是這種支架---不再需要的施工輔助工具---可以在以后被拆除并在以后用于建造新的建筑。

她說，“值得注意的是，在免疫系統接管這種清除任務之前，神經嵴細胞能夠清理早期胚胎形成過程中的一些混亂。這是我們如今可以更深入探究的東西。”

Kucenas說，她計劃在未來的研究中阻止神經嵴細胞吞食，以便觀察下游的生理效應是什么。這可能為發育障礙提供新的見解，包括那些影響神經系統的發育障礙，在這些發育障礙中，碎片清除可能無效地或在錯誤的時間進行，從而導致功能障礙。

她說，“這開辟了一條研究免疫系統如何與非免疫細胞協調來塑造身體的新途徑。這可能是神經嵴細胞協助激活神經系統的回路，從而使其運轉起來。如果這些細胞不能正常地清除碎片，那么發育就可能出現差錯。”