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小脑中的小胶质细胞活化有保护作用吗

小胶质细胞在阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病中的确切影响仍不清楚。在大脑中,小神经胶质细胞响应神经炎症信号迁移到神经损伤部位,并通过吞噬和酶促消化它们来处理垂死细胞和不溶性细胞碎片。

因此,小胶质细胞的作用与在其他组织中被称为巨噬细胞的免疫细胞所发挥的作用基本相同。然而,神经炎症反应也可能有助于神经变性的发病机制,因为已知小胶质细胞几乎在所有类型的痴呆症中被激活。这可能仅仅涉及它们作为吞噬细胞在细胞外蛋白质沉积物(淀粉样斑块)降解中的作用,这是阿尔茨海默氏症的标志。

这项新研究由德国 - 瑞士跨学科细胞生物学家,放射科医师和神经病理学家团队进行,他们是由LMU代谢生物化学主席Christian Haass教授领导的,并且是慕尼黑德国神经退行性疾病中心(DZNE)的发言人。 。为了澄清小胶质细胞是好人还是坏人,研究人员专注于基因TREM2的功能。在大脑中,该基因主要在小胶质细胞中表达。此外,损害其表达或其蛋白质产物功能的突变与神经退行性疾病如阿尔茨海默氏症,帕金森氏症和额颞叶痴呆(FTD)的风险增加有关。

在CRISPR / Cas9基因编辑系统的帮助下,Haass和他的同事改变了小鼠TREM2基因编码序列中的单个亚基(碱基对),该基因指导TREM2蛋白的合成。在人类中,这种相同的突变与一种FTD形式的风险增加有关。在早期的研究中,已经证明正常的TREM2蛋白被转运到细胞膜以发挥其生物学功能。CRISPR系统引入的突变破坏了这一过程,使得很少有蛋白质在小胶质细胞表面上表达。在小鼠中,这种基因改变导致小胶质细胞功能的急剧损害,如各种测试所证明的。例如,突变菌株不再激活其小神经胶质细胞以响应脑中的神经元损失。结果是,细胞不能迁移到细胞损伤部位 - 并且不能处理死细胞,不溶性碎片和斑块。此外,该突变对能量代谢具有灾难性后果。正常大脑完全依赖于葡萄糖作为能量来源,但TREM2功能的丧失导致突变脑中葡萄糖消耗的显着下降。

此外,整体大脑的血液供应明显减少。在TREM2基因中携带功能丧失突变的患者中观察到类似的现象。总之,这些观察认为小胶质细胞激活对于正常脑功能是必不可少的。正常大脑完全依赖于葡萄糖作为能量来源,但TREM2功能的丧失导致突变脑中葡萄糖消耗的显着下降。此外,整体大脑的血液供应明显减少。在TREM2基因中携带功能丧失突变的患者中观察到类似的现象。总之,这些观察认为小胶质细胞激活对于正常脑功能是必不可少的。正常大脑完全依赖于葡萄糖作为能量来源,但TREM2功能的丧失导致突变脑中葡萄糖消耗的显着下降。此外,整体大脑的血液供应明显减少。在TREM2基因中携带功能丧失突变的患者中观察到类似的现象。总之,这些观察认为小胶质细胞激活对于正常脑功能是必不可少的。

Christian Haass总结了该研究的广泛影响如下:“我们的研究结果强调了小胶质细胞对大脑稳态的重要性,并且它们暗示这些细胞具有免疫保护功能,至少在神经退行性疾病的发病机制的早期阶段。我们认为,基于提高小胶质细胞的防御反应,我们的数据提供了开发有效疗法的新方法的基本原理。如果我们通过药理学或其他方法成功地增强这种功能,就有可能延迟痴呆症的发作。“

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