主要细胞多样性是所有器官系统的操作需求，其中多种细胞类型参与组织 essential 生理活动的分工。星形胶质细胞是中枢神经系统（CNS）中最丰富的胶质细胞类型， 在大脑生理的各个方面中具有重要作用，包括神经递质传递、突触发生、回路功能、代谢支持以及维持血脑屏障，并对损伤和退化作出反应 1 , 5 , 6 , 7。单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术的进展促进了几种候选星形胶质细胞亚群的识别，表明这些多样的角色可能由不同亚型的星形胶质细胞的子集来执行 8。但是，专门化的星形胶质细胞是否能够执行这些多样功能的子集仍然定义不明，因为从实验上检查分子异质性在活跃神经回路中反映功能上不同的星形胶质细胞亚型的程度仍然是一个主要挑战。尽管以前的几项研究识别了表达独特标记的星形胶质细胞群体，并展示了这些特定基因在神经回路中星形胶质细胞中的作用，但这些群体是否具有独特的功能特性仍不清楚 9 , 10。在细胞水平上清晰地证明功能上不同的星形胶质细胞亚群需要直接比较两种群体在体内的功能特性。重要的是，能够选择性标记和操控定义的星形胶质细胞子集的工具，能够促进不同亚群之间的直接比较，目前尚不存在。因此，神经回路中是否存在功能上不同的星形胶质细胞亚型仍未解决。在此，我们识别出 CD51 + 和 CD51 − 星形胶质细胞作为具有独特特性和在调节神经回路方面具有多样功能的亚群，跨越出生后皮质发育、学习和记忆以及大脑修复。独特的细胞特性使用基于荧光激活细胞分离（FACS）的方法，在成年小鼠脑中，我们之前的研究确定了 CD51， αV 整合素亚基由 Itgav 编码，作为能够将具有独特分子特性的星形胶质细胞子集细分的细胞表面标记 4。是否 CD51 表达的星形胶质细胞在活体功能神经回路中拥有独特特性仍不清楚。因此，我们生成了一种小鼠品系，可以选择性地靶向小鼠大脑中的 CD51 + 星形胶质细胞。为了实现这一点，我们工程化了一种 CD51-FLP BAC（细菌人工染色体）小鼠品系，并将 CD51-FLP 创始品系与 Rosa-FSF-tdTomato 小鼠交配（其中 FSF 表示 FRT-stop-FRT），以使 reporter 在 FLP 活动存在时表达（CD51-FLP；Rosa-FSF-tdTomato）（图 1a）。对此小鼠品系的分析显示，tdTomato 表达于 tdTomato 表达的细胞中，表明成功靶向该群体（扩展数据图 1c–e）。tdTomato 表达也在一部分内皮细胞中明显，但在其他细胞类型中很少出现（扩展数据图 2a,b）。重要的是，星形胶质细胞中 tdTomato 的表达与抗 CD51 抗体的免疫反应高度一致（扩展数据图 1c–e 和 2c,d）。为了评估 CD51-FLP；Rosa-FSF-tdTomato 品系在 8 周龄小鼠大脑中靶向星形胶质细胞的程度，我们共同染色了全星形胶质细胞标记 SOX9，并评估了 CD51 + （tdTomato + SOX9 +）和 CD51 − （tdTomato − SOX9 +）星形胶质细胞的组成， 涉及多种大脑区域（图 1b,c 和扩展数据图 1a,b）。该分析显示，CD51 + 和 CD51 − 星形胶质细胞在整个大脑中以不同比例存在，CD51 + 星形胶质细胞约占海马星形胶质细胞的 19%，嗅球星形胶质细胞的 13% 和皮层星形胶质细胞的 38%（图 1c）。值得注意的是，我们发现海马中 19% 的星形胶质细胞是 CD51 + 的，这与公开可用的成年小鼠海马的 scRNA-seq 数据是一致的 11（扩展数据图 1f）。这些数据显示，CD51-FLP 小鼠能够区分成年大脑中的 CD51 + 和 CD51 − 星形胶质细胞。图 1：CD51 + 和 CD51 − 星形胶质细胞的体内特征。a，CD51 + 星形胶质细胞识别的示意图。b，CD51-Flp；Rosa-CAG-FSF-tdTomato 小鼠中 tdTomato 标记以及 CD51 + 和 CD51 − 星形胶质细胞的代表性宽场（上）和共聚焦图像（下）。CB， cerebellum；CSC，颈脊髓；HB，后脑；HPC，海马；HY，下丘脑；MCX，运动皮层；OB，嗅球；SCX，体感皮层；STR，纹状体；TH，丘脑；VCX，视觉皮层。c，来自 n = 5 鼠标的 12 个 CNS 区域中 CD51 + 和 CD51 − 星形胶质细胞的比例。d，CD51 + 和 CD51 − 星形胶质细胞的交叉标记示意图。e，星形胶质细胞亚群的代表性图像。