多种人源细胞组成神经免疫模型
2025 年 8 月 4 日，Current Research in Toxicology 发表神经免疫类器官研究。Stem Pharm 等机构团队以人诱导多能干细胞来源的细胞构建平面三维模型，重点考察小胶质细胞参与时，化合物引起的细胞损伤和炎症变化能否在同一体系中区分。
模型包含神经祖细胞、内皮细胞、间充质细胞和小胶质细胞。细胞依次接种于经过优化的合成聚乙二醇水凝胶表面，形成厚度约为 5–10 层细胞的贴附组织；这一结构避免较大球状组织常见的中心坏死，并让细胞在三维环境中相互作用和沉积细胞外基质。
单细胞 RNA 测序显示，模型内可辨认神经祖细胞、放射状胶质细胞、星形胶质细胞、未成熟和成熟的兴奋性及抑制性神经元，以及间充质、血管相关细胞和小胶质细胞。每个类器官约含 200,000 个细胞；其中血管相关群呈周细胞样表达，测序未分出具有典型标志的独立内皮细胞群。
基础模型中的小胶质细胞呈带分支的形态，并表达稳态相关标志。促炎刺激后，多个细胞群出现不同转录变化；小胶质细胞特异的炎症分泌响应也在含有和不含小胶质细胞的对照中比较，为后续化合物评价建立了功能背景。
细胞损伤、炎症分泌与转录检测
化合物处理后，团队连续检测培养液中的乳酸脱氢酶、胶质纤维酸性蛋白和神经丝轻链。3 项指标分别反映总体细胞损伤、星形胶质细胞相关损伤和神经元相关损伤，使模型能够识别某项处理主要影响哪类细胞或何时出现变化。
白细胞介素 8 用于观察小胶质细胞相关的炎症分泌。特定促炎刺激可在含小胶质细胞的类器官中诱导这一信号，缺少小胶质细胞时没有同样响应；相同刺激引起的 IP-10 增加则在有无小胶质细胞时都存在，单细胞数据提示星形胶质细胞参与其中。
研究还进行整体 RNA 测序：60,609 个受测转录本中，7,825 个在至少一种处理中显著变化。团队以基因本体（Gene Ontology，GO）富集及相关矩阵，比较神经、胶质、细胞外基质和免疫过程；分泌指标提供时间变化，转录测量集中在第 4 天。
药物与对照物呈现不同响应组合
初筛包括具有临床用途的沙利度胺、丙戊酸、秋水仙碱和普伐他汀，也包括多种已知神经毒物及阴性对照。研究采用单一较高浓度进行 4 天比较，其用途是识别差异性响应。
秋水仙碱在早期提高白细胞介素 8，并同时增加多项细胞损伤指标；较晚样品中仍可观察到胶质与神经元相关损伤。转录结果也显示其对小胶质、其他胶质、神经元和细胞外基质相关基因产生独特组合，说明炎症和直接损伤可在同一处理下并存。
沙利度胺在这套初筛中没有引起所测白细胞介素 8、胶质纤维酸性蛋白、神经丝轻链或乳酸脱氢酶的显著变化，转录模式也更接近对照。
普伐他汀被列入阴性对照组。另两种阴性对照甘油和糖精却在第 1 天显著提高神经丝轻链；后期甘油不再升高，糖精仍有变化。作者提出需核查培养液渗透压及脂质稳态等可能原因。
炎症与细胞损伤的时间顺序
初筛中，铅提高了白细胞介素 8 水平，所测神经元和星形胶质细胞损伤标志未同步升高。后续浓度比较则在第 1 天检测到浓度相关的损伤信号，此后神经丝轻链和胶质纤维酸性蛋白释放较少。小胶质细胞分支减少、形态趋于球形，与炎症分泌及转录变化相呼应。
磷酸三甲苯酯（TCP）在第 1 天提高神经元、星形胶质细胞及总体损伤指标，却未增加白细胞介素 8；后续 CCL18、CCL13 表达变化可能是细胞受损后的间接小胶质反应。氯菊酯和丙烯酰胺则在早期同时增加损伤与炎症指标，部分变化在后期减弱。
鱼藤酮在第 1 天未显著提高神经丝轻链或胶质纤维酸性蛋白，第 3–4 天两项指标明显升高；乳酸脱氢酶则从第 2 天起升高。到第 4 天，鱼藤酮组的 RNA 因降解严重，未能用于转录分析。
铅与秋水仙碱在部分小胶质和胶质相关基因上相似，包括稳态相关 CX3CR1 减少及炎症相关基因增加；铅的变化还涉及干扰素信号。蒽与毒死蜱、氯菊酯与 TCP 的整体基因变化分别较相关，多种化合物共同影响细胞周期和神经发育过程。
小胶质细胞参与的神经毒性评价
初筛采用文献中较高的单一浓度，目的在于比较差异性反应，尚未建立各化合物的安全浓度范围。终点转录数据集中于第 4 天，可能错过早期损伤或炎症变化；后续需结合更多浓度与时间点。
铅的后续浓度比较使用分日收集的样品，检出了首日急性损伤及小胶质细胞形态变化。炎症先于或伴随损伤的关系因此取决于检测指标与观察窗口，作者提出将小胶质细胞参与的炎症评价纳入长期神经毒性研究。