摘要:
小胶质细胞对阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的确切作用尚不明确。在大脑中,小胶质细胞响应神经炎症信号迁移到神经损伤部位,并通过吞噬作用和酶消化作用处理垂死细胞和不溶性细胞碎片。因此,小胶质细胞与其他组织中称为巨噬细胞的免疫细胞起着基本相同的作用。
然而,由于已知小胶质细胞在几乎所有类型的痴呆中都被激活,因此神经炎性反应也可能导致神经退行性疾病。这可能与它们作为吞噬细胞在降解阿尔茨海默病细胞外蛋白沉积(淀粉样斑块)中的作用有关。
这项新研究由来自德国-瑞士跨学科团队的细胞生物学家、放射学家和神经病理学家组成,由Christian Haas教授领导。克里斯蒂安哈斯教授是LMU代谢生物化学的主席,也是德国神经退行性疾病中心的发言人。为了弄清小胶质细胞是好是坏,研究人员把重点放在了基因TREM2的功能上。在大脑中,该基因主要在小胶质细胞中表达。
此外,损害其蛋白产物表达或功能的突变与神经退行性疾病风险增加有关,如阿尔茨海默病、帕金森病和额颞叶痴呆(FTD)。
哈斯和他的同事在CRISPR/Cas9基因编辑系统的帮助下,改变了小鼠TREM2基因编码序列中的一个亚基(碱基对),从而指导了TREM2蛋白的合成。在人类中,这种相同的突变与FTD型风险增加有关。在早期的研究中,已经证明正常的TREM2蛋白被运输到细胞膜上以执行其生物学功能。CRISPR系统引入的突变破坏了这一过程,因此小胶质细胞表面几乎没有蛋白质表达。
在小鼠中,这种基因变化导致小胶质细胞功能的严重损害,这已被各种测试所证明。例如,突变株不再激活其小胶质细胞来响应大脑中神经元的丢失。因此,细胞不能迁移到细胞受损的部分——死细胞、不溶性碎片和斑块不能得到治疗。此外,这种突变对能量代谢有灾难性的后果。
正常大脑完全依赖葡萄糖作为能量来源,但TREM2功能的丧失导致突变大脑葡萄糖消耗显著下降。此外,全脑供血明显减少。在TREM2基因缺失突变的患者中也观察到了类似的现象。总之,这些观察表明,小胶质细胞的激活对于正常的大脑功能是必不可少的。
正常大脑完全依赖葡萄糖作为能量来源,但TREM2功能的丧失导致突变大脑葡萄糖消耗显著下降。此外,全脑供血明显减少。在TREM2基因缺失突变的患者中也观察到了类似的现象。总之,这些观察表明,小胶质细胞的激活对于正常的大脑功能是必不可少的。
正常大脑完全依赖葡萄糖作为能量来源,但TREM2功能的丧失导致突变大脑葡萄糖消耗显著下降。此外,全脑供血明显减少。在TREM2基因缺失突变的患者中也观察到了类似的现象。总之,这些观察表明,小胶质细胞的激活对于正常的大脑功能是必不可少的。
克里斯蒂安哈斯(Christian Haass)对这项研究的广泛意义总结如下:“我们的研究结果强调了小胶质细胞对于大脑稳态的重要性,他们认为这些细胞至少在神经退行性疾病发病的早期阶段具有免疫保护功能。我们相信我们的数据可以为在促进小胶质细胞防御反应的基础上开发新的有效治疗方法提供理论依据。
如果我们通过药物或其他手段成功增强这种功能,可能会推迟痴呆症的发作。"
标签:小胶质细胞