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调节小胶质细胞活性可以​​减少神经退行性疾病的炎症

一组马萨诸塞州综合医院(MGH)的研究人员提出,在称为小胶质细胞的免疫细胞中,针对免疫检查点(调节免疫系统活性的分子)可以减少阿尔茨海默病,帕金森病等重要神经退行性疾病的炎症方面。肌萎缩侧索硬化症(ALS)。在他们在10月出版的“自然神经科学”杂志上发表的评论文章中,他们讨论了小胶质细胞不受控制的活动如何在这些和其他神经退行性疾病中促成神经变性。

“小胶质细胞有三个基本功能:一个'哨兵'功能,用于调查和感知大脑内的变化;一个'养育者'功能,通过消除垂死细胞和碎片等行为促进神经元健康,以及一个保护大脑的'战士'功能对抗感染和毒素,“该报告的高级作者,MGH免疫学和炎症疾病中心和传染病科的Joseph El Khoury解释说。“在健康的大脑中,小胶质细胞中的免疫检查点可以控制'战士'功能。这些检查点的中断会启动或传播神经变性。”

虽然小胶质细胞长期以来被认为是大脑的先天免疫细胞,但MGH团队是第一个根据细胞内基因表达模式描绘这三种功能的团队。在详细介绍了小胶质细胞如何实现这些功能后,作者回顾了这些过程如何在几种神经退行性疾病中出错:

在阿尔茨海默病中,已知小胶质细胞在淀粉样蛋白β斑块周围积聚,并且几种小胶质细胞基因的突变可增加发展该疾病的风险。小胶质细胞无法跟上淀粉样蛋白β的持续产生,导致炎症因子的释放,进一步损害细胞的“滋养”功能,最终将它们转化为诱导持续性,破坏性神经炎症的疾病相关形式;

在帕金森病中,已知活化的小胶质细胞在黑质中是丰富的,黑质是在疾病中受损的大脑结构。PET研究显示在疾病早期广泛存在炎性小胶质细胞,并且有证据表明阿尔茨海默病中出现了同样的“双刃剑”情况 - 其中最初的保护性小胶质细胞逃避调节,导致持续的破坏性神经炎症 - - 也发生在帕金森病中。

在ALS中,在患者脑中的受损神经元附近发现了炎性小胶质细胞。在携带突变SOD1基因的小鼠模型中 - 几种基因中的一种,当突变时,可以引起遗传形式的ALS - 已发现小胶质细胞在疾病发作时具有保护作用,但在后期阶段具有神经毒性。

研究人员还描述了最初保护性小胶质细胞如何逃避调节并在多发性硬化症,亨廷顿舞蹈病和其他一些神经退行性疾病中变得具有破坏性。

该小组确定了小胶质细胞中三个潜在的免疫检查点 - Trem2,它调节所有三种功能;Cx3cr1,调节哨兵和哺乳动物的功能,以及颗粒体蛋白前体途径,它也调节哨兵和哺乳动物的功能。有证据表明阿尔茨海默病,肌萎缩侧索硬化症和其他疾病中Trem2和颗粒体蛋白前体的调节失调;已知Cx3cr1可改变阿尔茨海默病,帕金森病,肌萎缩侧索硬化症和其他疾病的动物模型中的病程。

虽然最近获得诺贝尔医学奖的癌症的免疫检查点治疗旨在抑制阻止免疫系统攻击肿瘤细胞的检查点,但在神经退行性疾病中,目标是激活可能减少和潜在的检查点消除失控的神经炎症,使小胶质细胞恢复健康的神经保护状态。El Khoury和他的同事正在努力提高对小胶质细胞如何促进神经变性的理解。

“分析几种疾病状态下小胶质细胞基因转录和调节的模式,了解这些模式如何因衰老和疾病进展而改变,并将这些变化与小胶质细胞行为联系起来是至关重要的,”他说。“将动物模型研究扩展到人类患者仍然是一项挑战,需要开发基于患者样本和其他成像和分析技术的新型可靠细胞模型。以及将小胶质细胞纳入三维类器官的新技术 - 微型器官生长来自活组织 - 是需要实现的重要的下一个突破。“El Khoury是哈佛医学院的医学副教授。

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