胚胎轴突束相关小胶质细胞样小胶质细胞（ATM，axon-tract-associated microglia）聚集在主要的大脑皮层边界（CSA，CSB）；

小胶质细胞可防止由于形态发生应激而形成空洞性病变；

ATM（axon-tract-associated microglia）核心因子 Spp1 有助于小胶质细胞的神经保护作用；

小胶质细胞和 Spp1 助力于胎脑空洞病变的快速修复，见图1。

通过整合分析已发表的数据集数据发现大脑皮层中存在三类MG细胞，cycling MG（橙色），non-cycling MG（紫色），embryonic ATM-like MG (绿色)，见图2

图2

随后对ATM-like MG细胞在大脑中的分布进行定位，利用Cx3cr1^gfp/+（标记巨噬细胞））和CD11c-EYFP小鼠模型（标记MG细胞），并利用ATM和MG共表达或单独表达的标志 物（P2Y12，IBA1，CD11c，Mac2，Clec7A，Spp1，GPNMB）来标记细胞，发现ATM- MG细胞主要聚集在胚胎大脑CSA和CSB的位置，见图3和图4

图3

图4

利用抑制MG细胞及髓系细胞存活的相关抗体药物（AFS98），小分子药物（PLX3397）及构建突变体（Pu.1）的小鼠模型及Csf1r^{△FIRE/△FIRE}小鼠模型（缺少MG）来探究MG细胞对大脑皮层结构完整性的作用。在缺乏MG和髓系细胞的实验组中发现空洞会变大且病变会更严重，见图5。

图5

该部分作者在缺乏下丘脑的小鼠模型及人为创造胎脑皮层损伤模型中发现CSA区域聚集了ATM-like MG细胞，见图6。

图6

该部分通过敲除Spp1基因，发现会加剧CSA和CSB位置空洞的形成且该结果和PLX3307（抑制MG细胞的存活）组类似，见图7。说明Spp1主要调控MG细胞来行使维持皮层结构完整性的功能。为了再验证Spp1功能失活对胎脑中MG功能的影响，作者利用BD Rhapsody™ 单细胞平台对小鼠胎脑前脑两个时期的巨噬细胞中Spp1突变及WT样本进行了单细胞测序。具体方法如下：在小鼠胎脑前脑组织中分离CD45+的细胞进行单细胞测序，随后对巨噬细胞进行亚分类，获得7群细胞：P2ry12_high_MG，P2ry12_low_MG，BAM，Cycling_MG，PVM，ATM，Cd11a_Intravascular_Mac，见图8，并且发现Spp1在WT组中ATM群细胞高表达，见图9，因此再次验证了转录组数据及免疫荧光实验的结果，Spp1在ATM中是高表达的。接下来在对Spp1-/-组和WT组中ATM-like 细胞进行差异表达分析时发现ATM-like细胞转录相关基因下调（B2m，Gpnmb），见图10，进行通路富集分析时发现调控ATM-like细胞功能相关的基因也都下调（Lgals3，ApoE，Ftl1），及吞噬作用相关通路也下调，见图11，这个结果与之前报导的在大脑损伤及阿兹海默疾病中的研究结果一致。最后通过免疫荧光实验及其它细胞及动物实验发现MG细胞损伤修复的机制，即通过吞噬FN1（MG不表达FN1，FN1会修复并愈合伤口）来进行损伤修复。

图7

图8

图9

图10

图11

本研究揭示了MG和Spp1在响应形态发生应激和病变时维持结构完整性的关键功能，强调了这些免疫细胞在早期大脑发育中的重要性。

本研究中单细胞测序实验部分使用了BD Rhapsody™ 单细胞平台全转录组试剂及小鼠混样标签试剂，共捕获115,256个细胞，并利用BD Rhapsody™ 单细胞生信分析流程工具来进行测序数据分析，见图12。

图12