硅谷富豪在“换血”,复旦大学在“换[脑”!

  更新时间:2026-01-21 11:56   来源:牛马见闻

吉报头条
重要新闻
国内新闻
国际新闻
图片精选

The evolution of microglia replacement: A new paradigm for CNS disease therapySpatial and single-cell transcriptomics re

<p align="center"></p> <p>为(追求逆龄,硅!谷富豪Bryan Johnson曾以换血疗法轰动一时,试图通过输入年轻人的血液来对抗衰老。而今,这股想要“以新换旧”的风,终于吹到了人体最核心的部位——大脑。</p> <p>当然科学家们不是要直接换个脑袋,长久以来,学界普遍认为,大脑衰老主要是神经元自身消耗的结果;而近年来,越来越多的研究者则将矛头对准了神经元衰老的幕后推手:小胶质细胞的衰老[1]。</p> <p>那有没有什么好的解决办法?有的朋友有的,复旦大学彭勃团队提出的“小胶质细胞替代疗法MISTER”[2],通过替换衰老小胶质细胞逆转大脑衰老,并且这一疗法目前已经在临床上取得显著疗效!</p> <p align="center"></p> <p align="center"></p> <p align="center"><strong>失职的小胶质细胞</strong></p> <p>小胶质细胞作为大脑中的安保成员,从我们的发育早期起,它们就长期扎根在我们的大脑皮层中,根据大脑皮层各层神经元的特性配备不同数量的安保,日常巡逻监测周围环境,清理细胞代谢垃圾,修建多余的神经突触,帮助大脑维持稳定运行[3]。</p> <p align="center"></p> <p align="center">图注:不同形态的小胶质细胞</p> <p>但随着年龄的增长,小胶质细胞也会年老体衰,变得懈怠甚至失控。研究发现,它们是大脑中衰老迹象最明显的细胞[4],不仅外形上变得臃肿、灵敏的触角也出现收缩断裂,而且还出现吞噬能力下降,清除废物的效率变低等问题,导致大量的垃圾在大脑中堆积。</p> <p align="center"></p> <p align="center">图注:不同年龄阶段小胶质细胞的形态与生理功能转变[5]</p> <p>此外,衰老的小胶质细胞也变得十分“易怒”,它们更容易被激活并持续释放炎症信号[1]。在阿尔茨海默病[6]、帕金森病[7]等神经退行性疾病中,甚至成了一个恶性循环:脑内的垃圾(如β淀粉样蛋白)不断刺激这些本就“易怒”的细胞,它们也进一步释放更多的促炎因子来煽风点火,反过来加剧神经元的损伤。</p> <p align="center"></p> <p>图注:在发育早期,小胶质细胞可以吞噬异常物质,但随后其会向着M2表型转变,释放促炎介质,从而引发炎症级联反应。游离的Tau蛋白逐渐形成的神经纤维缠结与沉积的Aβ蛋白又会反向促进小胶质细胞的激活,最终形成一个正反馈通路。</p> <p>这有点像是是文火慢炖,大脑长期浸润在低度但持续的慢性炎症的状态中,虽然不疼不痒,但时间一长,这股“火”就会悄无声息地毒害正常的神经元,损伤我们的记忆和思考能力。</p> <p>面对如此“入骨三分”的伤害,是否还有逆转的可能?对此,科学家们提出了一个解决方法:换个大脑……咳咳,开个玩笑。<strong>虽然用不着换整脑,但思路差不多——用全新的小胶质细胞彻底替换老细胞!</strong></p> <p align="center"></p> <p align="center"><strong>这一世,我重生了!</strong></p> <p>如果把衰老的大脑比作一辆老爷车,传统的抗衰手段(如抗氧化[8][9]、改善代谢[10]、促进突触可塑性[11]等等)充其量只是在延缓性能下降,让汽车跑的更顺滑一些,但引擎的老旧核心……仍未发生任何改变。</p> <p>而这次的小胶质细胞替代疗法MISTER,则是直接将老旧故障的发动机进行拆卸,换上一套全新的高性能引擎,先把大脑里那些已经功能失常的、捣乱的衰老小胶质细胞清除,再系统性地替换为年轻健康的、甚至是经过基因工程强化的新小胶质细胞,让衰老的大脑重焕新生。</p> <p>这个方案看似简单直接,但在过去却几乎不可能实现。因为正常情况下,小胶质细胞是一个领地意识极强的排外团体,一旦有成员凋亡空出位置,周围的邻居会立刻分裂把它补上,完全不给外来者留任何机会,正因如此,传统的骨髓细胞移植的成功替代率极低(2%)[12],根本达不到治疗效果。</p> <p align="center"></p> <p align="center">图注:采用传统的tBMT骨髓细胞移植,仅能实现2%的替代率(图B与图D),且主要局限于杏仁核区域。</p> <p>而 MISTER疗法的成功,关键在于做到了两件事,彻底打破了这种内部竞争, 将细胞替代率提高到了 80% 甚至 90% 以上:</p> <p>首先是腾地方,通过药物手段,大规模地清除原有衰老小胶质细胞,在脑内建立一个足够广泛且持续存在的空位,打破原有的细胞铺展与侧向抑制,为新细胞创造出足够的生长空间。</p> <p>其次是防反扑,仅仅清除原有小胶质细胞还不够,残余的原住民细胞增殖能力极强,会迅速夺回地盘,导致外源细胞再次在竞争中失败。所以还必须通过合适的预处理手段,比如短程的放化疗等,抑制宿主小胶质细胞的再生能力,为新细胞站稳脚跟争取时间窗口。</p> <p>当满足这两个核心条件后,新替换的年轻细胞就能顺利进入大脑,定居并接管工作,实现真正有效果的小胶质细胞替代。</p> <p align="center"></p> <p align="center">图注:在正常大脑中,小胶质细胞的增殖和迁移会受到邻近细胞的抑制,当邻近的细胞被清除后,这种侧向抑制会被解除。四种可用于小细胞替代的供体细胞。</p> <p align="center"></p> <p align="center"><strong>三大策略共打组合拳,推进MISTER临床进展</strong></p> <p>基于上述替换逻辑,科学家们也根据不同的需求,开发出了三种侧重点不同的替代策略,让这一技术从实验室走向了临床。</p> <p>Mr BMT(基于骨髓移植的小胶质细胞替代)是一个最经典彻底的方案。通过静脉输入健康骨髓细胞,以超过92%的替换率(视网膜和脊髓中甚至接近100%),将大脑中那些衰老的,甚至携带阿尔茨海默病高风险基因(如APOE4)的原驻细胞全面清除,并由充满活力的年轻细胞同步完成接替[12]。</p> <p align="center"></p> <p align="center">图注:基于骨髓移植的小胶质细胞替代策略的不同实现方式</p> <p align="center"></p> <p align="center">图注:左侧图中绿色的点代表已成功替换的小胶质细胞,可以看到不管是在脑部还是视网膜或脊髓中,都实现了极高的替代率</p> <p>相比于骨髓移植,Mr PB 策略则显得更加亲民。只需像普通体检一样抽取外周血,就能提取出用于替换的细胞并重新输注回体内,接替衰老的小胶质细胞。尽管全脑替代率略低(约 80%),但这种低门槛特性,也让它有着相当大的发展潜力——或许未来,我们可以通过简单的血液采集,就能定期清理大脑中被动累积的衰老废物。</p> <p>如果我们不需要全脑替换,Mr MT 策略则提供了“哪里衰老换哪里”的定向修复方案。这种技术可以绕过全身,直接针对特定脑区(比如掌管记忆的海马体)进行年轻细胞的定植。</p> <p>并且,这项技术(MISTER)在短短五年内,已经成功从实验室走向了临床。2025 年的首个针对因小胶质细胞功能崩塌导致的致命性脑病—ALSP的临床结果显示显示[13],相比持续恶化的未治疗组,8 名接受替代疗法的患者,在 随后24 个月的随访中,其疾病均无明显进展,MRI 影像学结果显示脑结构稳定,运动和认知功能均无进一步下降。</p> <p align="center"></p> <p align="center">图注:接受小胶质细胞替代治疗的 ALSP 患者(T6116)图像结果显示皮层或胼胝体萎缩没有加重,白质高信号也更少,表明疾病进展被有效阻止</p> <p align="center"></p> <p align="center"><strong> 从替换到升级:当小胶质细胞成为特洛伊木马</strong></p> <p>MISTER的强大之处,不仅限于可以实现老旧细胞的替换(Mr T),在此基础上,科学家们还能通过基因工程,赋予供体细胞更强大的“功能增强”属性(Mr E)。例如在应对阿尔茨海默病等病理性衰老问题,可以通过增强新细胞中 TREM2 等基因的表达,让它们以超高效率吞噬、降解β淀粉样蛋白,从源头上遏制大脑退化[14][15][16]。</p> <p>此外,这些经过改造的细胞一旦在脑内成功定植,便能直接绕过血脑屏障的阻碍,在脑组织内部发挥作用。它们能够持续分泌脑源性神经营养因子(BDNF)和胰岛素样生长因子(IGF1)等关键蛋白,主动促进神经元生长与功能修复,从而提升记忆力与学习能力。</p> <p>总而言之,经过基因修饰的供体小胶质细胞,既是病理的清除者,也是认知的增强者。这标志着我们对抗大脑衰老的策略,正在从被动的“挽救损伤”,逐渐迈向了主动的重建增强。</p> <p><strong>[本文的名称是《The evolution of microglia replacement: A new paradigm for CNS disease therapy》,发表于《Cell Stem Cell》期刊,通讯作者是复旦大学上海医学院、脑科学转化研究院彭勃教授。第一作者是复旦大学上海医学院青年研究员饶艳霞博士。本研究自主来源:科技部科技创新2030(2022ZD0204700、2022ZD0207200),国家自然科学基金委面上项目(32170958、32571128、323B2030),中国博士后科学基金会博士后创新人才支持计划(BX20250132),上海市基础研究“探索者”计划(21TQ014)]</strong></p> <p>声明 -本文内容仅用于科普知识分享与抗衰资讯传递,不构成对任何产品、技术或观点的推荐、背书或功效证明。文内提及效果仅指成分特性,非疾病治疗功能。涉及健康、医疗、科技应用等相关内容仅供参考,医疗相关请寻求专业医疗机构并遵医嘱,本文不做任何医疗建议。如欲转载本文,请与本公众号联系授权与转载规范。</p> <p align="center"><b>参考文献</b></p> <p>[1]Kwon, H. S., & Koh, S. H. (2020). Neuroinflammation in neurodegenerative disorders: the roles of microglia and astrocytes. Translational neurodegeneration, 9(1), 42. https://doi.org/10.1186/s40035-020-00221-2</p> <p>[2]. Rao, Y., Bai, Y., Li, X., Du, B., & Peng, B. (2025). The evolution of microglia replacement: A new paradigm for CNS disease therapy. Cell stem cell, 32(12), 1807–1832. https://doi.org/10.1016/j.stem.2025.10.014</p> <p>[3]. Stogsdill, J. A., Kim, K., Binan, L., Farhi, S. L., Levin, J. Z., & Arlotta, P. (2022). Pyramidal neuron subtype diversity governs microglia states in the neocortex. Nature, 608(7924), 750–756. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05056-7</p> <p>[4]. Tsai, A. P., Henze, D. E., Ramirez Lopez, E., Haberberger, J., Dong, C., Lu, N., Atkins, M., Costa, E. K., Farinas, A., Oh, H. S., Moran-Losada, P., Le Guen, Y., Isakova, A., Quake, S. R., & Wyss-Coray, T. (2025). Spatial and single-cell transcriptomics reveal the reorganization of cerebellar microglia with aging. Cell reports, 44(12), 116624. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116624</p> <p>[5]. Carr, L., Mustafa, S., & Collins-Praino, L. E. (2025). The Hallmarks of Ageing in Microglia. Cellular and molecular neurobiology, 45(1), 45. https://doi.org/10.1007/s10571-025-01564-y</p> <p>[6]. Wang, C., Zong, S., Cui, X., Wang, X., Wu, S., Wang, L., Liu, Y., & Lu, Z. (2023). The effects of microglia-associated neuroinflammation on Alzheimer's disease. Frontiers in immunology, 14, 1117172. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1117172</p> <p>[7]. Isik, S., Yeman Kiyak, B., Akbayir, R., Seyhali, R., & Arpaci, T. (2023). Microglia Mediated Neuroinflammation in Parkinson's Disease. Cells, 12(7), 1012. https://doi.org/10.3390/cells12071012</p> <p>[8]. Butterfield, D. A., & Halliwell, B. (2019). Oxidative stress, dysfunctional glucose metabolism and Alzheimer disease. Nature reviews. Neuroscience, 20(3), 148–160. https://doi.org/10.1038/s41583-019-0132-6</p> <p>[9]. Cideciyan, A. V., Sudharsan, R., Dufour, V. L., Massengill, M. T., Iwabe, S., Swider, M., Lisi, B., Sumaroka, A., Marinho, L. F., Appelbaum, T., Rossmiller, B., Hauswirth, W. W., Jacobson, S. G., Lewin, A. S., Aguirre, G. D., & Beltran, W. A. (2018). Mutation-independent rhodopsin gene therapy by knockdown and replacement with a single AAV vector. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115(36), E8547–E8556. https://doi.org/10.1073/pnas.1805055115</p> <p>[10]. Lautrup, S., Sinclair, D. A., Mattson, M. P., & Fang, E. F. (2019). NAD+ in Brain Aging and Neurodegenerative Disorders. Cell metabolism, 30(4), 630–655. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.09.001</p> <p>[11]. Morrison, J. H., & Baxter, M. G. (2012). The ageing cortical synapse: hallmarks and implications for cognitive decline. Nature reviews. Neuroscience, 13(4), 240–250. https://doi.org/10.1038/nrn3200</p> <p>[12]. Xu, Z., Rao, Y., Huang, Y., Zhou, T., Feng, R., Xiong, S., Yuan, T. F., Qin, S., Lu, Y., Zhou, X., Li, X., Qin, B., Mao, Y., & Peng, B. (2020). Efficient Strategies for Microglia Replacement in the Central Nervous System. Cell reports, 33(8), 108443. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108443</p> <p>[13]. Wu, J., Wang, Y., Li, X., Ouyang, P., Cai, Y., He, Y., Zhang, M., Luan, X., Jin, Y., Wang, J., Xiao, Y., Liang, Y., Xie, F., Shu, Y., Hu, J., Chang, C., Jiang, J., Wu, D., Zhao, Y., Liu, T., … Peng, B. (2025). Microglia replacement halts the progression of microgliopathy in mice and humans. Science (New York, N.Y.), 389(6756), eadr1015. https://doi.org/10.1126/science.adr1015</p> <p>[14]. Chen, D., Wang, C., Chen, X., Li, J., Chen, S., Li, Y., Ma, F., Li, T., Zou, M., Li, X., Huang, X., Zhang, Y. W., Zhao, Y., Bu, G., Zheng, H., Chen, X. F., Zhang, J., & Zhong, L. (2025). Brain-wide microglia replacement using a nonconditioning strategy ameliorates pathology in mouse models of neurological disorders. Science translational medicine, 17(796), eads6111. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.ads6111</p> <p>[15]. Yoo, Y., Neumayer, G., Shibuya, Y., Mader, M. M., & Wernig, M. (2023). A cell therapy approach to restore microglial Trem2 function in a mouse model of Alzheimer's disease. Cell stem cell, 30(8), 1043–1053.e6. https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.07.006</p> <p>[16]. Chadarevian, J. P., Davtyan, H., Chadarevian, A. L., Nguyen, J., Capocchi, J. K., Le, L., Escobar, A., Chadarevian, T., Mansour, K., Deynega, E., Mgerian, M., Tu, C., Kiani Shabestari, S., Carlen-Jones, W., Eskandari-Sedighi, G., Hasselmann, J., Spitale, R. C., & Blurton-Jones, M. (2025). Harnessing human iPSC-microglia for CNS-wide delivery of disease-modifying proteins. Cell stem cell, 32(6), 914–934.e8. https://doi.org/10.1016/j.stem.2025.03.009</p>

编辑:阿内沙·贝利