小鼠隔区星形胶质细胞命运决定：发育起源与局部信号的双重塑造机制

本研究通过异位移植实验揭示，源自不同谱系（Nkx2.1+和Zic4+）的隔区星形胶质细胞（astrocyte）最终特性由局部微环境决定。单细胞核RNA测序（snRNA-seq）显示MS（内侧隔核）和LS（外侧隔核）星形胶质细胞具有独特的分子特征和形态学差异，神经元源性形态发生素（sonic hedgehog/SHH和fibroblast growth factor/FGF）通过区域特异性细胞互作调控其分化。该发现为神经胶质细胞功能特化机制提供了新见解。

隔区星形胶质细胞的谱系分配与特性塑造

研究团队通过遗传谱系追踪技术，首次系统描绘了小鼠隔区星形胶质细胞的发育蓝图。利用Nkx2.1-Cre和Zic4Cre谱系示踪模型结合Sun1GFP报告系统，发现内侧隔核（MS）中74%的Sox9⁺星形胶质细胞源自Nkx2.1⁺前体细胞，而外侧隔核（LS）中71-78%的星形胶质细胞则来自Zic4⁺谱系。免疫荧光染色显示，这两种星形胶质细胞在出生后逐渐降低谱系标志物表达，提示其特性可能更多受微环境调控。

单细胞分辨率下的分子图谱

通过跨五个发育时间点（P0-P21）的单细胞核RNA测序（snRNA-seq），研究者获得166,418个核转录组数据。分析发现MS和LS星形胶质细胞形成明显不同的分子亚群：MS星形胶质细胞高表达Agt和Igsf1等基因，而LS亚群则特异性表达Lhx2和Zic4等转录因子。空间转录组（MERFISH）进一步证实这些分子特征具有精确的解剖学定位，如Slc1a2在LS形成从背侧到腹侧的梯度表达模式。

形态与功能的区域适应

GlastCreER;Ai14小鼠的形态学分析揭示，MS星形胶质细胞具有显著延长的分支（长度/宽度比2.31±0.08），其走向与隔区中线轴平行；而LS星形胶质细胞则呈现更短且多角度的分支模式（角度分布集中在60-120°）。共聚焦显微镜三维重建显示，MS星形胶质细胞更多包裹PV⁺神经元，而LS亚群则偏好与calbindin⁺神经元形成突触联系。这种结构差异与其微环境中的神经环路特征高度吻合。

神经元源性信号的调控机制

CellPhoneDB分析发现MS神经元高表达SHH，而LS神经元则富集FGF家族成员（如FGF10）。体外实验证实，SHH激动剂SAG处理可显著上调星形胶质细胞中Slc6a11表达（log₂FC=3.21）；在GlastCreER;Ptch1fl/fl条件敲除模型中，LS区星形胶质细胞的Slc6a11转录本增加2.7倍。这些发现提示神经元通过分泌形态发生素（morphogen）塑造邻近星形胶质细胞的分子特征。

异位移植验证微环境主导性

将P3-5的Zic4⁺ LS前体细胞移植到MS区域后，这些细胞获得了MS星形胶质细胞的典型特征：分支长度增加35%，Slc6a11表达上调4.2倍，同时LS标志物Lhx2表达下降。反之，Nkx2.1⁺ MS前体细胞在LS微环境中则表现出LS样形态转变和分子特征。移植实验证实，无论起源如何，星形胶质细胞最终都会适应宿主区域的特性。

该研究建立了隔区星形胶质细胞发育的"双阶段模型"：谱系决定其迁移定位，而局部神经元信号（如SHH和FGF）则主导终末分化。这一发现为理解神经系统区域特异性胶质细胞分化提供了范式，也为相关精神神经疾病的细胞治疗策略开发奠定理论基础。