把患者小胶质细胞与健康运动神经元放在同一模型中
小胶质细胞如何参与肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）神经元损伤，是理解疾病及寻找干预的重要问题。2023 年，Nature Communications 报道了一项人源共培养研究：用患者来源的小胶质细胞与健康运动神经元组合，逐步比较炎症刺激、分泌蛋白和神经元反应。
团队从 3 名 C9orf72 相关 ALS 患者和 3 名年龄、性别匹配的健康供者获得诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC），另加入一个与患者同遗传背景的纠正细胞系。所有细胞均可分化出具有小胶质细胞标志与吞噬功能的培养物。
共培养使用同一健康细胞系分化的运动神经元，与各来源小胶质细胞按 1∶1 加入，至少培养 14 天。神经元群体中约 80% 为 ChAT 阳性脊髓运动神经元。
患者小胶质细胞分泌更多 MMP9
患者小胶质细胞保留 C9orf72 重复扩增相关的部分特征，包括 RNA 聚集灶和二肽重复蛋白。转录组比较还记录到免疫反应、细胞因子、溶酶体及内质网相关基因集合的差异。
用脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激后，团队检测培养上清中的蛋白，进一步将注意力集中到基质金属蛋白酶 9（matrix metalloproteinase 9，MMP9）。ELISA 与酶活实验均显示，患者小胶质细胞上清的 MMP9 含量和活性较高；PCR 和免疫印迹也支持表达增加。
相同患者背景的运动神经元单独培养时，上清中未检测到相应 MMP9 信号。团队由此继续检验，小胶质细胞来源的 MMP9 是否参与共培养中的神经元损伤。
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未受刺激时，神经元功能基本保持
未加入 LPS 的共培养中，患者小胶质细胞组的神经元数量和活化型 caspase-3 信号与对照相近。膜片钳、多电极阵列、神经突面积及突触素检测也没有显示显著组间差异。
不过，上清蛋白组成已经改变，二肽基肽酶 4（dipeptidyl peptidase 4，DPP4）释放增加。ELISA 在健康和同背景纠正细胞两类比较中确认这一差异，提示共培养中的小胶质细胞变化可以先于明显神经元损伤出现。
10 天炎症处理显示凋亡标志变化
短期炎症实验在 10 天内给予 3 次 100 ng/mL LPS，并设置同时加入 3 μM MMP9 抑制剂的条件。患者小胶质细胞组的神经元活化型 caspase-3 染色面积增加；同背景纠正配对呈相似方向，但该比较未达显著。
加入 MMP9 抑制剂后，患者小胶质细胞组的凋亡标志下降，患者与健康组的显著差异消失。此时神经元数量仍相近，放电、突触素、神经丝轻链和神经突面积也没有显著变化。
药物同时减少共培养上清中的 DPP4 释放。另一项实验直接向运动神经元加入重组人 MMP9，观察到 MTS 活力下降，并可由同一抑制剂缓解，为 MMP9 参与损伤提供了补充实验。
较长炎症处理后，药物缓解神经元数量下降
团队进一步把处理延长为 20 天、共给予 10 次 LPS，并撤去 BDNF 和 GDNF 神经营养因子。患者小胶质细胞组不仅凋亡标志增加，运动神经元数量也显著减少。加入 MMP9 抑制剂后，两项变化均得到缓解。
神经元计数采用 TUJ1 区域内的细胞核，每次分化按健康对照均值归一化。数量检测来自每类 3 个小胶质细胞系、4 次独立分化；凋亡标志实验则使用 3 次分化。
这套模型将炎症条件、细胞间作用与药物干预分开比较。未刺激、10 天刺激和撤去营养因子的 20 天刺激出现不同结果，具体培养条件是解释神经元反应的组成部分；研究提供了在这类患者小胶质细胞背景下检验 MMP9 干预的方法。