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小胶质细胞是中枢神经系统的常驻巨噬细胞，选择性地出现在胚胎皮质增殖区，并通过改变分子和表型状态来调节神经发生。尽管小胶质细胞在炎症吞噬和神经退行性疾病中发挥重要作用，但其在早期脑发育过程中的作用尚未完全被探究。  欢迎关注 动物神经科学与行为学 添加小编微信 18818206295 -动物行为实验仪器咨询- 在此背景下，2022年7月20日，中国科学院焦建伟课题组联合中国科学技术大学、烟台大学在Molecular Psychiatry上发表了题为Microglia homeostasis mediated by epigenetic ARID1A regulates neural progenitor cells response and leads to autism-like behaviors的研究型论文，揭示了ARID1A介导的小胶质细胞内稳态调节神经前体细胞反应并引起自闭症样行为。
首先，课题组通过免疫染色发现从胚胎期13天（E13）开始，发育皮层中逐渐出现越来越多的小胶质细胞，并且这些细胞的定位点与神经发生有关。此外，免疫共染色结果显示小胶质细胞与巢蛋白阳性细胞体共定位，暗示发育中的小胶质细胞和神经前体细胞(NPC)共同在皮层神经发生中发挥作用。ARID1A是SWI/SNF复合物的核心调控成分，它影响启动子和增强子的全基因组染色质状态，从而影响基因转录，而免疫染色和荧光激活细胞分选(FACS)等结果显示ARID1A在小胶质细胞中高表达。 为了研究小胶质细胞中的ARID1A活性是否会改变小胶质细胞的性质和数量，课题组培育了了ARID1A-cKO-Cx3cr1小鼠（小胶质细胞中ARID1A丢失），免疫染色表明ARID1A的缺失减少了E14期Iba1+小胶质细胞的数量，而此时胎儿大脑已经开始神经发生，这种小胶质细胞的丢失在皮层神经发生结束后仍在持续。
随后，课题组通过免疫染色、WB及RT-PCR实验发现ARID1A缺失的小胶质细胞中的小胶质细胞稳态受损。三维重建显示ARID1A缺陷的小胶质细胞从独特的树枝状模式转变为较不分枝的细胞形状，且分支位点，树突长度和数量减少，溶酶体含量增加。此外，课题组再次通过免疫染色、WB等手段发现在大脑发育过程中，小胶质细胞稳态的破坏会损害神经祖细胞的自我更新和分化。这些观察结果表明，ARID1A通过对小胶质细胞稳态的破坏来影响其自我更新和分化，进而控制其数量来产生生物学效应。
既然小胶质细胞的稳态破坏会损害大脑发育过程中的神经发生，那么这种效应是否会进一步引发行为缺陷呢？ 课题组发现，ARID1A-cKO-Cx3cr1小鼠在旷场中央停留时间、高架十字迷宫中进入开放臂的时间减少；三箱社交测试中其在物体和陌生鼠旁，陌生鼠和熟悉鼠旁的停留时间没有差异；超声波发声测试中其发声时间和次数显著减少。这些结果表明ARID1A-cKO-Cx3cr1小鼠具有探索活动缺陷、焦虑、重复行为以及社交和沟通缺陷，表现出ASD样症状。  动物行为分析软件推荐  2022-03-23 
考虑到ARID1A总是与核小体占有率的增加有关，课题组通过WB实验和富集分析发现ARID1A缺失的小胶质细胞中H3K9me3显著增加，进一步分析表明，H3K9me3修饰位点主要富集在远端基因间区（38.46%）、内含子（34.62%）和启动子区。 为了研究H3K9me3功能障碍引起的基因表达变化，课题组对ARID1A缺失的小胶质细胞进行RNA测序（RNA-seq）。基因本体分析（GO）显示：下调基因在与细胞通讯、细胞内信号转导和细胞表面受体信号通路相关的功能方面丰富，上调基因参与神经发生的负调控、细胞生长和跨膜转运蛋白活性的调节。WB和RT-PCR结果显示，异常基因中，PRG3基因表达显著下调，并且其与NPC的自我更新和分化有关。这些结果暗示小胶质细胞分泌PRG3作为直接下游靶点，参与胚胎神经发生期间的NPC反应。进一步的WB和细胞培养实验表明：稳态小胶质细胞通过Wnt/β-连环蛋白信号通路分泌PRG3介导NPC反应。
那么小胶质细胞衍生的PRG3如何触发β-连环蛋白信号以调节神经发生呢？ 课题组通过免疫共沉淀发现PRG3和LRP6之间存在直接相互作用，并通过体外培养实验发现：缺失ARID1A的小胶质细胞对神经元产生的影响可以通过β-连环蛋白激活来挽救。
总的来说，本文阐明了小胶质细胞稳态和NPC反应之间的调节联系。ARID1A缺失通过改变小胶质染色质谱破坏了胚胎小胶质细胞内稳态，导致pRG3减少，pRG3通过激活转录因子β-连环蛋白与LRP6受体相互作用，在大脑发育过程中向NPC传递小胶质细胞信号并由此诱发个体ASD样行为。  https:///10.1038/S41380-022-01703-7
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