✖


Jump to content

Микроглия

(Перенаправлено с клетки микроглии )
Микроглия
Микроглия в состоянии покоя из коры головного мозга крысы перед черепно-мозговой травмой (окрашивание лектина HRP )
Микроглия/макрофаг – активированная форма коры головного мозга крысы после черепно-мозговой травмы (окрашивание лектина HRP)
Подробности
Предшественник Примитивные макрофаги, полученные из желточного мешка
Система Центральная нервная система
Идентификаторы
МеШ Д017628
ТД Х2.00.06.2.00004, Х2.00.06.2.01025
ФМА 54539
Анатомические термины микроанатомии

Микроглия — это тип нейроглии (глиальных клеток), расположенных по всему головному и спинному мозгу . [ 1 ] Микроглия составляет около 10-15% клеток головного мозга. [ 2 ] Как резидентные макрофаги , они действуют как первая и основная форма активной иммунной защиты в центральной нервной системе (ЦНС). [ 3 ] Микроглия возникает в желточном мешке в результате строго регулируемого молекулярного процесса. [ 4 ] Эти клетки (и другие нейроглии, включая астроциты ) распределены в больших непересекающихся областях по всей ЦНС. [ 5 ] [ 6 ] Микроглия является ключевыми клетками в общем поддержании мозга: они постоянно очищают ЦНС от бляшек , поврежденных или ненужных нейронов и синапсов , а также инфекционных агентов. [ 7 ] Поскольку эти процессы должны быть эффективными для предотвращения потенциально фатальных повреждений, микроглия чрезвычайно чувствительна даже к небольшим патологическим изменениям в ЦНС. [ 8 ] Эта чувствительность частично достигается наличием уникальных калиевых каналов , которые реагируют даже на небольшие изменения внеклеточного калия. [ 7 ] Недавние данные показывают, что микроглия также играет ключевую роль в поддержании нормальных функций мозга в здоровых условиях. [ 9 ] Микроглия также постоянно контролирует функции нейронов посредством прямых соматических контактов и при необходимости оказывает нейропротекторное действие. [ 10 ]

Головной и спинной мозг, составляющие ЦНС, обычно не подвергаются непосредственному воздействию патогенных факторов кровообращения организма из-за ряда эндотелиальных клеток, известных как гематоэнцефалический барьер или ГЭБ. ГЭБ предотвращает попадание большинства инфекций в уязвимую нервную ткань. В случае, когда инфекционные агенты попадают непосредственно в мозг или пересекают гематоэнцефалический барьер, клетки микроглии должны быстро реагировать, чтобы уменьшить воспаление и уничтожить инфекционные агенты до того, как они повредят чувствительную нервную ткань. Из-за нехватки антител из остальной части тела (немногие антитела достаточно малы, чтобы преодолеть гематоэнцефалический барьер), микроглия должна быть способна распознавать инородные тела, глотать их и действовать как антигенпрезентирующие клетки, активирующие Т-клетки. .

История

[ редактировать ]

Возможность просматривать и характеризовать различные нервные клетки, включая микроглию, появилась в 1880 году, когда Франц Ниссль разработал окраску по Нисслю . Франц Ниссль и Уильям Форд Робертсон впервые описали клетки микроглии во время своих гистологических экспериментов. Методы окрашивания клеток в 1880-х годах показали, что микроглия связана с макрофагами . Активация микроглии и образование разветвленных кластеров микроглии были впервые отмечены Виктором Бабешем во время изучения случая бешенства в 1897 году. Бабеш отметил, что клетки были обнаружены при различных вирусных инфекциях головного мозга, но не знал, что это за кластеры микроглии, которые он видел. [ 11 ] Испанский ученый Сантьяго Рамон-и-Кахаль определил «третий элемент» (тип клеток), помимо нейронов и астроцитов. [ 12 ] Пио дель Рио Ортега , ученик Сантьяго Рамона-и-Кахаля , впервые назвал клетки «микроглией» примерно в 1920 году. Далее он охарактеризовал реакцию микроглии на поражения головного мозга в 1927 году и отметил «фонтаны микроглии», присутствующие в мозолистом теле и других перинатальные области белого вещества в 1932 году. После многих лет исследований Рио-Хортегу стали считать «Отец микроглии». [ 13 ] [ 14 ] В течение длительного периода времени наши знания о микроглии практически не улучшились. Затем, в 1988 году, Хики и Кимура показали, что периваскулярные микроглиальные клетки происходят из костного мозга и экспрессируют высокие уровни белков MHC класса II, используемых для презентации антигена. Это подтвердило постулат Пио Дель Рио-Хортеги о том, что клетки микроглии функционируют аналогично макрофагам , осуществляя фагоцитоз и презентацию антигена . [ нужна ссылка ]

Формы

[ редактировать ]
Микроглия крысы, выращенная в культуре ткани, показана зеленым цветом, а отростки нервных волокон показаны красным.
Микроглия в молекулярном слое мозжечка крысы красного цвета, окрашенная антителами к IBA1/AIF1. Отростки глии Бергмана показаны зеленым цветом, ДНК - синим.

Клетки микроглии чрезвычайно пластичны и претерпевают множество структурных изменений в зависимости от местоположения и системных потребностей. Этот уровень пластичности необходим для выполнения огромного разнообразия функций, которые выполняет микроглия. Способность к трансформации отличает микроглию от макрофагов , которые необходимо регулярно заменять, и дает им возможность в кратчайшие сроки защищать ЦНС, не вызывая иммунологических нарушений. [ 7 ] Микроглия принимает специфическую форму или фенотип в ответ на местные условия и химические сигналы, которые они обнаруживают. [ 15 ] Также было показано, что передача сигналов АТФ, связанная с повреждением тканей , играет решающую роль в фенотипической трансформации микроглии. [ 16 ]

Разветвленный

[ редактировать ]

Эта форма микроглиальных клеток обычно встречается в определенных местах по всему головному и спинному мозгу при отсутствии инородного материала или умирающих клеток. Эта «покоящаяся» форма микроглии состоит из длинных ветвящихся отростков и небольшого клеточного тела. В отличие от амебоидных форм микроглии, тело клетки разветвленной формы остается на месте, в то время как ее ветви постоянно перемещаются и обозревают окружающую территорию. Ветви очень чувствительны к небольшим изменениям физиологического состояния и требуют очень специфических условий культивирования для наблюдения in vitro . [ 15 ]

В отличие от активированной или амебоидной микроглии, разветвленная микроглия не фагоцитирует клетки и секретирует меньше иммуномолекул (в том числе белков MHC класса I / II ). Микроглия в этом состоянии способна искать и идентифицировать иммунные угрозы, сохраняя при этом гомеостаз в ЦНС. [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] Хотя это состояние считается состоянием покоя, микроглия в этой форме по-прежнему чрезвычайно активна в химическом исследовании окружающей среды. Разветвленная микроглия может трансформироваться в активированную форму в любой момент в ответ на травму или угрозу. [ 15 ]

Реактивный (активированный)

[ редактировать ]

Хотя исторически термин «активированная» микроглия используется часто, его следует заменить на «реактивную» микроглию. [ 20 ] Действительно, по-видимому, покоящаяся микроглия не лишена активных функций, и термин «активация» вводит в заблуждение, поскольку он имеет тенденцию указывать на поляризацию клеточной реактивности «все или ничего». Маркер Iba1 , активность которого повышается в реактивной микроглии, часто используется для визуализации этих клеток. [ 21 ]

Нефагоцитарный

[ редактировать ]

Это состояние на самом деле является частью ступенчатой ​​реакции, когда микроглия переходит от разветвленной формы к полностью активной фагоцитарной форме. Микроглия может быть активирована различными факторами, включая: провоспалительные цитокины , факторы некроза клеток , липополисахарид и изменения внеклеточного калия (признаки разрыва клеток). После активации клетки претерпевают несколько ключевых морфологических изменений, включая утолщение и ретракцию ветвей, поглощение белков MHC класса I/II, экспрессию иммуномолекул, секрецию цитотоксических факторов, секрецию рекрутирующих молекул и секрецию провоспалительных сигнальных молекул (в результате в каскаде сигналов, способствующих воспалению). Активированная нефагоцитарная микроглия обычно проявляется в виде «кустистых», «палочек» или небольших амебоидов в зависимости от того, насколько далеко они находятся в континууме разветвленной или полной фагоцитарной трансформации. Кроме того, микроглия также подвергается быстрой пролиферации с целью увеличения своего количества. Со строго морфологической точки зрения, изменение формы микроглии вдоль континуума связано с изменением морфологической сложности и может быть оценено количественно с помощью методов фрактального анализа, которые оказались чувствительными даже к тонким, визуально необнаружимым изменениям, связанным с различной морфологией в разных патологических состояниях. . [ 7 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 22 ]

Фагоцитарный

[ редактировать ]

Активированная фагоцитарная микроглия является максимально иммунореактивной формой микроглии. Эти клетки обычно принимают большую амебоидную форму, хотя наблюдаются некоторые различия. Помимо наличия антигенпрезентирующей, цитотоксической и опосредующей воспаление передачи сигналов активированной нефагоцитарной микроглии, они также способны фагоцитировать чужеродные материалы и отображать полученные иммуномолекулы для активации Т-клеток . Фагоцитарная микроглия перемещается к месту повреждения, поглощает раздражающий материал и выделяет провоспалительные факторы, чтобы стимулировать пролиферацию большего количества клеток и делать то же самое. Активированная фагоцитарная микроглия также взаимодействует с астроцитами и нервными клетками, чтобы как можно быстрее бороться с любой инфекцией или воспалением с минимальным повреждением здоровых клеток мозга. [ 7 ] [ 17 ]

Амебоидный

[ редактировать ]

Такая форма позволяет микроглии свободно перемещаться по нервной ткани, что позволяет ей выполнять свою роль клетки-мусорщика. Амебоидная микроглия способна фагоцитировать остатки, но не выполняет ту же антигенпрезентирующую и воспалительную роль, что и активированная микроглия . Амебоидная микроглия особенно распространена во время развития и перестройки мозга, когда необходимо большое количество внеклеточного мусора и апоптотических клеток удалить . Эта форма микроглиальных клеток встречается в основном в перинатальных белого вещества областях мозолистого тела, известных как «Фонтаны микроглии». [ 7 ] [ 18 ] [ 23 ]

Гиттер ячейки

[ редактировать ]

Клетки Гиттера являются конечным результатом фагоцитоза микроглиальных клеток инфекционного материала или клеточного мусора. В конце концов, после поглощения определенного количества материала, фагоцитирующая микроглиальная клетка становится неспособной фагоцитировать какие-либо дальнейшие материалы. Полученная клеточная масса известна как зернистое тельце, названное так из-за его «зернистого» вида. Глядя на ткань, окрашенную для выявления гиттерных клеток, патологоанатомы могут визуализировать зажившие участки после инфекции. [ 24 ]

периваскулярный

[ редактировать ]

В отличие от других типов микроглии, упомянутых выше, «периваскулярная» микроглия относится к местоположению клетки, а не к ее форме/функции. Однако периваскулярную микроглию часто путают с периваскулярными макрофагами (ПВМ). [ 25 ] которые находятся заключенными в стенках базальной пластинки , поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы определить, о каком из этих двух типов клеток говорят авторы публикаций. заменяются клетками-предшественниками, происходящими из костного мозга PVM, в отличие от нормальной микроглии, регулярно , и экспрессируют антигены MHC класса II независимо от их окружения. [ 7 ]

Юкставаскулярный

[ редактировать ]

«Периваскулярная микроглия» и «юкставаскулярная микроглия» — это разные названия одного и того же типа клеток. Путаница возникла из-за неправильного использования термина «периваскулярная микроглия» для обозначения периваскулярных макрофагов. [ 25 ] которые представляют собой клетки другого типа. Юкставаскулярная микроглия/периваскулярная микроглия обнаруживаются в непосредственном контакте со стенкой базальной пластинки кровеносных сосудов, но не обнаруживаются внутри стенок. В этом положении они могут взаимодействовать как с эндотелиальными клетками, так и с перицитами . [ 26 ] Подобно периваскулярным клеткам, они экспрессируют белки MHC класса II даже при низких уровнях активности воспалительных цитокинов . В отличие от периваскулярных клеток, но подобно резидентной микроглии, юкставаскулярная микроглия не демонстрирует быстрого обновления или замены миелоидными клетками-предшественниками на регулярной основе. [ 7 ]

Функции

[ редактировать ]
Активация микроглии посредством пуринергической передачи сигналов

Клетки микроглии выполняют множество различных задач в ЦНС, в основном связанных как с иммунным ответом, так и с поддержанием гомеостаза. Ниже приведены некоторые из основных известных функций, выполняемых этими клетками. [ нужна ссылка ]

Уборка мусора

[ редактировать ]

Помимо того, что каждая клетка микроглии очень чувствительна к небольшим изменениям в окружающей среде, она также регулярно физически обследует свою область. Это действие осуществляется в состояниях амебоида и покоя. Если при движении через заданную область микроглиальная клетка обнаруживает какой-либо инородный материал, поврежденные клетки, апоптотические клетки, нейрофибриллярные клубки , фрагменты ДНК или бляшки , она активирует и фагоцитирует материал или клетку. Таким образом, микроглиальные клетки также действуют как «домработницы», убирая случайный клеточный мусор. [ 17 ] Во время онтогенетического связывания мозга микроглиальные клетки играют большую роль, регулируя количество нейральных клеток-предшественников и удаляя апоптотические нейроны. Есть также доказательства того, что микроглия может совершенствовать синаптические схемы, поглощая и устраняя синапсы. [ 27 ] После развития большинство мертвых или апоптотических клеток обнаруживается в коре головного мозга и подкорковом белом веществе . Это может объяснить, почему большинство амебоидных клеток микроглии обнаруживается в «фонтанах микроглии» в коре головного мозга. [ 23 ]

Фагоцитоз

[ редактировать ]

Основная роль микроглии — фагоцитоз — заключается в поглощении различных материалов. Поглощенные материалы обычно состоят из клеточного мусора, липидов и апоптотических клеток в невоспаленном состоянии, а также вторгшихся вирусов , бактерий или других инородных материалов в воспаленном состоянии. Как только микроглиальная клетка «наполняется», она прекращает фагоцитарную активность и превращается в относительно нереактивную гиттерную клетку . [ 28 ]

Внеклеточная передача сигналов

[ редактировать ]

Большая часть роли микроглиальных клеток в головном мозге заключается в поддержании гомеостаза в неинфицированных областях и стимулировании воспаления в инфицированных или поврежденных тканях. Микроглия достигает этого посредством чрезвычайно сложной серии внеклеточных сигнальных молекул, которые позволяют ей взаимодействовать с другой микроглией, астроцитами , нервами , Т-клетками и миелоидными клетками-предшественниками . Как упоминалось выше, цитокин IFN-γ можно использовать для активации клеток микроглии. Кроме того, после активации IFN-γ микроглия также высвобождает больше IFN-γ во внеклеточное пространство. Это активирует больше микроглии и запускает каскад активации, индуцированный цитокинами, быстро активируя всю близлежащую микроглию. Продуцируемый микроглией TNF-α вызывает апоптоз нервной ткани и усиливает воспаление. IL-8 способствует росту и дифференцировке B-клеток , что позволяет ему помогать микроглии в борьбе с инфекцией. Другой цитокин, IL-1 , ингибирует цитокины IL-10 и TGF-β , которые подавляют презентацию антигена и передачу провоспалительных сигналов. Дополнительный дендритные клетки и Т-клетки рекрутируются в место повреждения посредством микроглиальной продукции хемотаксических молекул, таких как MDC , IL-8 и MIP-3β . Наконец, PGE 2 и другие простаноиды предотвращают хроническое воспаление , ингибируя провоспалительную реакцию микроглии и подавляя реакцию Th1 (Т-хелперных клеток). [ 17 ]

Презентация антигена

[ редактировать ]

Как упоминалось выше, резидентная неактивированная микроглия действует как плохая антигенпрезентирующая клетка из-за отсутствия у нее белков MHC класса I/II. После активации они быстро экспрессируют белки MHC класса I/II и быстро становятся эффективными презентаторами антигена. В некоторых случаях микроглия также может быть активирована IFN-γ для презентации антигенов , но не функционирует так эффективно, как если бы она подверглась поглощению белков MHC класса I/II. Во время воспаления благодаря специализированным поверхностным маркерам , Т-клетки преодолевают гематоэнцефалический барьер а затем напрямую связываются с микроглией, чтобы получить антигены . После того, как им были представлены антигены, Т-клетки продолжают выполнять различные функции, включая провоспалительную рекрутацию, формирование иммунопамяти, секрецию цитотоксических материалов и прямые атаки на плазматические мембраны чужеродных клеток. [ 7 ] [ 17 ]

Цитотоксичность

[ редактировать ]

Помимо способности уничтожать инфекционные организмы посредством межклеточного контакта посредством фагоцитоза , микроглия также может выделять различные цитотоксические вещества. [ 29 ] Микроглия в культуре секретирует большое количество перекиси водорода и оксида азота в процессе, известном как « дыхательный взрыв ». Оба этих химических вещества могут напрямую повредить клетки и привести к гибели нейронов. Протеазы, секретируемые микроглией, катаболизируют специфические белки, вызывая прямое повреждение клеток, тогда как цитокины, такие как IL-1, способствуют демиелинизации аксонов нейронов. Наконец, микроглия может повреждать нейроны посредством процессов, опосредованных рецептором NMDA, секретируя глутамат , аспартат и хинолиновую кислоту . Цитотоксическая секреция направлена ​​на уничтожение инфицированных нейронов, вирусов и бактерий, но также может вызвать большое количество побочных нейронных повреждений. В результате хроническая воспалительная реакция может привести к крупномасштабному повреждению нервов, поскольку микроглия разрушает мозг, пытаясь уничтожить вторгшуюся инфекцию. [ 7 ] Эдаравон , поглотитель радикалов, предотвращает окислительную нейротоксичность, провоцируемую активированной микроглией. [ 30 ]

Синаптическое зачистка

[ редактировать ]

Явление, впервые замеченное при поражениях позвоночника Блинзингером и Крейцбергом в 1968 году, заключается в том, что послевоспалительная микроглия удаляет ветви нервов вблизи поврежденных тканей. Это способствует возобновлению роста и переназначению поврежденных нейронных цепей . [ 7 ] Также было показано, что микроглия участвует в процессе обрезки синапсов во время развития мозга. [ 31 ]

Продвижение ремонта

[ редактировать ]

После воспаления микроглия проходит несколько этапов, способствующих возобновлению роста нервной ткани. К ним относятся зачистка синапсов, секреция противовоспалительных цитокинов , рекрутирование нейронов и астроцитов в поврежденную область и образование желтых клеток . Без роста и переназначения микроглиальных клеток в резидентных областях ЦНС они были бы значительно медленнее и практически невозможны во многих сосудистых системах, окружающих мозг и глаза. [ 7 ] [ 32 ] Недавние исследования подтвердили, что процессы микроглии постоянно контролируют функции нейронов через специализированные соматические соединения и определяют «благополучие» нервных клеток. Посредством этого пути межклеточной коммуникации микроглия способна оказывать сильное нейропротекторное действие, внося значительный вклад в восстановление после травмы головного мозга. [ 10 ] Также было показано, что микроглия способствует правильному развитию мозга за счет контакта с незрелыми, развивающимися нейронами. [ 33 ]

Разработка

[ редактировать ]
Происхождение и появление микроглии в ЦНС.

Долгое время считалось, что клетки микроглии дифференцируются в костном мозге из гемопоэтических стволовых клеток — предшественников всех клеток крови. Однако недавние исследования показывают, что микроглия зарождается в желточном мешке в течение очень ограниченного эмбрионального периода и заселяет паренхиму мозга, руководствуясь точно организованным молекулярным процессом. [ 4 ] Клетки-предшественники желточного мешка требуют активации рецептора колониестимулирующего фактора 1 (CSF1R) для миграции в мозг и дифференцировки в микроглию. [ 34 ] Кроме того, наибольший вклад в репопуляцию микроглии основан на ее локальном самообновлении, как в устойчивом состоянии, так и при заболевании, тогда как циркулирующие моноциты также могут вносить вклад в меньшей степени, особенно при заболевании. [ 4 ] [ 35 ]

Моноциты также могут дифференцироваться в миелоидные дендритные клетки и макрофаги периферических систем. Как и макрофаги в остальном организме, микроглия использует фагоцитарные и цитотоксические механизмы для уничтожения чужеродных материалов. Микроглия и макрофаги способствуют иммунному ответу, действуя как антигенпредставляющие клетки , а также стимулируя воспаление и гомеостатические механизмы внутри организма, секретируя цитокины и другие сигнальные молекулы. [ 36 ]

В своей форме с пониженной регуляцией микроглия лишена белков MHC класса I / MHC класса II , цитокинов IFN-γ , антигенов CD45 и многих других поверхностных рецепторов, необходимых для выполнения антигенпрезентирующей, фагоцитарной и цитотоксической функций, которые отличают нормальные макрофаги. Микроглия также отличается от макрофагов тем, что они гораздо более жестко регулируются в пространстве и времени, чтобы поддерживать точный иммунный ответ. [ 17 ]

Еще одним отличием микроглии от других клеток, которые дифференцируются из миелоидных клеток-предшественников, является скорость обновления. Макрофаги и дендритные клетки постоянно изнашиваются и заменяются миелоидными клетками-предшественниками , которые дифференцируются в необходимый тип. Из-за гематоэнцефалического барьера организму будет довольно сложно постоянно заменять микроглию. Таким образом, вместо того, чтобы постоянно заменяться миелоидными клетками-предшественниками , микроглия сохраняет свой статус-кво в состоянии покоя, а затем, когда они активируются, они быстро пролиферируют, чтобы поддерживать свою численность. Однако исследования костной химеры показали, что в случаях тяжелой инфекции гематоэнцефалический барьер ослабляется, и микроглия заменяется гематогенными клетками костномозгового происхождения, а именно миелоидными клетками-предшественниками и макрофагами. Как только инфекция уменьшается, связь между периферическими и центральными системами восстанавливается, и в период восстановления и возобновления роста присутствует только микроглия. [ 37 ]

Старение

[ редактировать ]

Во время травмы микроглия подвергается всплеску митотической активности; за этой пролиферацией следует апоптоз , приводящий к уменьшению количества клеток до исходного уровня. [ 38 ] Активация микроглии создает нагрузку на анаболические и катаболические механизмы клеток, в результате чего активированная микроглия погибает раньше, чем неактивированные клетки. [ 38 ] Чтобы компенсировать потерю микроглии с течением времени, микроглия подвергается митозу, а клетки-предшественники, полученные из костного мозга , мигрируют в мозг через мозговые оболочки и сосуды. [ 38 ]

Накопление незначительных повреждений нейронов, возникающее при нормальном старении, может трансформировать микроглию в увеличенные и активированные клетки. [ 39 ] Это хроническое возрастное увеличение активации микроглии и экспрессии IL-1 может способствовать увеличению риска болезни Альцгеймера с возрастом, способствуя образованию нейритных бляшек у восприимчивых пациентов. [ 39 ] Повреждение ДНК может способствовать возрастной активации микроглии. Другим фактором может быть накопление конечных продуктов гликирования , которые накапливаются с возрастом. [ 39 ] Эти белки сильно устойчивы к протеолитическим процессам и способствуют сшивке белков . [ 39 ]

Исследования обнаружили дистрофию (дефектное развитие) микроглии человека. «Эти клетки характеризуются аномалиями цитоплазматической структуры, такими как деразмифицированные, атрофические, фрагментированные или необычно извилистые отростки, часто имеющие сфероидальные или луковицеобразные отеки». [ 38 ] Частота дистрофической микроглии увеличивается с возрастом. [ 38 ] Сообщалось о дегенерации и смерти микроглии в исследованиях прионной болезни , шизофрении и болезни Альцгеймера, что указывает на то, что разрушение микроглии может быть связано с нейродегенеративными заболеваниями. [ 38 ] Сложностью этой теории является тот факт, что трудно отличить «активированную» и «дистрофическую» микроглию в мозге человека. [ 38 ]

На мышах было показано, что блокада CD22 восстанавливает гомеостатический микроглиальный фагоцитоз в стареющем мозге. [ 40 ]

изображение микроглии

Клиническое значение

[ редактировать ]
Основная статья: Роль микроглии в заболеваниях
Пошаговое руководство по анализу фенотипов микроглии

Микроглия — это первичные иммунные клетки центральной нервной системы, подобные периферическим макрофагам. Они реагируют на патогены и травмы, изменяя морфологию и мигрируя к месту инфекции/травмы, где уничтожают патогены и удаляют поврежденные клетки. В рамках своей реакции они секретируют цитокины, хемокины, простагландины и активные формы кислорода, которые помогают направлять иммунный ответ. Кроме того, они играют важную роль в разрешении воспалительной реакции за счет выработки противовоспалительных цитокинов. Микроглия также широко изучалась на предмет ее вредной роли при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера , болезнь Паркинсона , рассеянный склероз , а также сердечных заболеваниях, глаукоме , вирусных и бактериальных инфекциях. Появляется все больше доказательств того, что иммунная дисрегуляция способствует патофизиологии обсессивно-компульсивного расстройства (ОКР) , синдрома Туретта и детских аутоиммунных нейропсихиатрических расстройств, связанных со стрептококковыми инфекциями (PANDAS). . [ 41 ]

Поскольку микроглия быстро реагирует даже на незначительные изменения в гомеостазе центральной нервной системы, ее можно рассматривать как сенсоры неврологических дисфункций или расстройств. [ 42 ] При патологиях головного мозга фенотип микроглии непременно изменяется. [ 42 ] Таким образом, анализ микроглии может быть чувствительным инструментом для диагностики и характеристики нарушений центральной нервной системы в любом образце ткани. [ 42 ] В частности, следует оценить плотность микроглиальных клеток, форму клеток, характер распределения, различные фенотипы микроглии и взаимодействие с другими типами клеток. [ 42 ]

Чувственная генетика

[ редактировать ]

Микроглиальная сенсома — относительно новая биологическая концепция, которая, по-видимому, играет большую роль в развитии нервной системы и нейродегенерации . Сенсома относится к уникальной группе белковых транскриптов, используемых для восприятия лигандов и микробов . Другими словами, сенсома представляет собой гены, необходимые для белков, используемых для восприятия молекул внутри организма. Сенсому можно анализировать с помощью различных методов, включая qPCR , секвенирование РНК , микрочиповый анализ и прямое секвенирование РНК. Гены, включенные в сенсорный код рецепторов и трансмембранных белков на плазматической мембране , более высоко экспрессируются в микроглии по сравнению с нейронами. Он не включает секретируемые белки или трансмембранные белки, специфичные для мембраносвязанных органелл, таких как ядро , митохондрии и эндоплазматическая сеть . [ 43 ] Множество идентифицированных сенсорных генов кодируют рецепторы распознавания образов, однако существует большое разнообразие включенных генов. Микроглия имеет тот же смысл, что и другие макрофаги, однако они содержат 22 уникальных гена, 16 из которых используются для взаимодействия с эндогенными лигандами. Эти различия создают уникальный микроглиальный биомаркер, который включает более 40 генов, включая P2ry12 и HEXB . DAP12 ( TYROBP ), по-видимому, играет важную роль во взаимодействии чувствительных белков, действуя как сигнальный адаптер и регуляторный белок. [ 43 ]

Регуляция генов внутри чувств должна иметь возможность меняться, чтобы реагировать на потенциальный вред. Микроглия может взять на себя роль нейропротекции или нейротоксичности , чтобы противостоять этим опасностям. [ 44 ] По этим причинам предполагается, что сенсом может играть роль в нейродегенерации. Сенсомные гены, активация которых активируется с возрастом, в основном участвуют в распознавании инфекционных микробных лигандов, тогда как гены, активность которых снижается, в основном участвуют в распознавании эндогенных лигандов. [ 43 ] Этот анализ предполагает глиальную специфическую регуляцию, способствующую нейропротекции при естественной нейродегенерации. Это контрастирует со сдвигом в сторону нейротоксичности, наблюдаемым при нейродегенеративных заболеваниях.

Сенсомы также могут играть роль в развитии нервной системы. Инфекция головного мозга в раннем возрасте приводит к тому, что микроглия становится сверхчувствительной к более поздним иммунным раздражителям. При воздействии инфекции происходит активация чувствительных генов, участвующих в нейровоспалении , и подавление генов, участвующих в нейропластичности. [ 45 ] Однако способность сенсома изменять развитие нервной системы может помочь в борьбе с болезнями. Удаление CX3CL1 , высокоэкспрессированного чувствительного гена, в моделях синдрома Ретта на грызунах привело к улучшению здоровья и увеличению продолжительности жизни. [ 46 ] Снижение уровня регуляции Cx 3 cr1 у людей без синдрома Ретта связано с симптомами, сходными с шизофренией . [ 47 ] Это говорит о том, что сенсом не только играет роль в различных нарушениях развития, но также требует жесткой регуляции для поддержания безболезненного состояния.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Жинхо Ф., Лим С., Хоффель Г., Лоу Д., Хубер Т. (2013). «Происхождение и дифференцировка микроглии» . Границы клеточной нейронауки . 7:45 . дои : 10.3389/fncel.2013.00045 . ПМЦ   3627983 . ПМИД   23616747 .
  2. ^ Дос Сантос С.Е., Медейрос М., Порфирио Х., Таварес В., Пессоа Л., Гринберг Л. и др. (июнь 2020 г.). «Сходная плотность клеток микроглии в структурах мозга и у видов млекопитающих: последствия для функции ткани мозга» . Журнал неврологии . 40 (24): 4622–4643. doi : 10.1523/JNEUROSCI.2339-19.2020 . ПМЦ   7294795 . ПМИД   32253358 .
  3. ^ Филиано А.Дж., Гадани С.П., Кипнис Дж. (август 2015 г.). «Взаимодействие врожденного и адаптивного иммунитета в развитии и функционировании мозга» . Исследования мозга . 1617 : 18–27. дои : 10.1016/j.brainres.2014.07.050 . ПМЦ   4320678 . ПМИД   25110235 .
  4. ^ Jump up to: а б с Дермицакис И., Манту М.Е., Медицкоу С., Трембле М., Петратос С., Зупи Л. и др. (март 2023 г.). «Происхождение и появление микроглии в ЦНС — интересная (привет) история эксцентрической клетки» . Актуальные проблемы молекулярной биологии . 45 (3): 2609–2628. дои : 10.3390/cimb45030171 . ПМЦ   10047736 . ПМИД   36975541 .
  5. ^ Кройцберг Г.В. (март 1995 г.). «Микроглия – первая линия защиты при патологиях головного мозга». Исследования наркотиков . 45 (3А): 357–360. ПМИД   7763326 .
  6. ^ Бушонг Э.А., Мартоне М.Э., Джонс Ю.З., Эллисман М.Х. (январь 2002 г.). «Протоплазматические астроциты в лучистом слое CA1 занимают отдельные анатомические домены» . Журнал неврологии . 22 (1): 183–192. doi : 10.1523/JNEUROSCI.22-01-00183.2002 . ПМЦ   6757596 . ПМИД   11756501 .
  7. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Герман Дж., Мацумото Ю., Кройцберг Г.В. (март 1995 г.). «Микроглия: внутренняя иммунноэффекторная клетка головного мозга». Исследования мозга. Обзоры исследований мозга . 20 (3): 269–287. дои : 10.1016/0165-0173(94)00015-H . ПМИД   7550361 . S2CID   22708728 .
  8. ^ Диссинг-Олесен Л., Лэдеби Р., Нильсен Х.Х., Тофт-Хансен Х., Далмау И., Финсен Б. (октябрь 2007 г.). «Пролиферация микроглии и образование кластеров микроглии, вызванная повреждением аксонов, у мышей». Нейронаука . 149 (1): 112–122. doi : 10.1016/j.neuroscience.2007.06.037 . ПМИД   17870248 . S2CID   36995129 .
  9. ^ Кирдорф и Принц, J Clin Invest. 2017;127(9): 3201–3209. https://doi.org/10.1172/JCI90602 .
  10. ^ Jump up to: а б Череп С., Посфаи Б., Ленарт Н., Фекете Р., Ласло З.И., Леле З. и др. (январь 2020 г.). «Микроглия контролирует и защищает функции нейронов посредством специализированных соматических пуринергических соединений» . Наука . 367 (6477): 528–537. Бибкод : 2020Sci...367..528C . doi : 10.1126/science.aax6752 . ПМИД   31831638 . S2CID   209343260 .
  11. ^ Бабе В.М. (1892). «Некоторые особенности гистологических поражений бешенства». Анналы Института Пастера (на французском языке). 6 :209–23.
  12. ^ Сьерра А, де Кастро Ф, Дель Рио-Ортега Х, Рафаэль Иглесиас-Росас Х, Гарроса М, Кеттенманн Х (ноябрь 2016 г.). «Большой взрыв» для современной глиальной биологии: перевод и комментарии к серии статей Пио дель Рио-Хортеги 1919 года по микроглии». Глия . 64 (11) (опубликовано 16 сентября 2016 г.): 1801–1840. дои : 10.1002/glia.23046 . ПМИД   27634048 . S2CID   3712733 .
  13. ^ дель Рио Ортега П., Пенфилд В. (1892). «Церебральный рубец: реакция нейроглии и микроглии на раны головного мозга». Бюллетень больницы Джонса Хопкинса . 41 : 278–303.
  14. ^ дель Рио-Ортега Ф (1937). «Микроглия». Цитология и клеточная патология нервной системы : 481–534.
  15. ^ Jump up to: а б с Верхрацкий А, Батт А (2013). Глиальная физиология и патофизиология . Чичестер: Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-1118402054 . [ нужна страница ]
  16. ^ Питер, Берки; Чаба, Череп; Жужанна, Кёрней (2024). «Микроглия способствует нейрональной синхронизации, несмотря на фенотипическую трансформацию, связанную с эндогенной АТФ, в острых срезах мозга мышей» . Природные коммуникации . 15 (1): 5402. Бибкод : 2024NatCo..15.5402B . дои : 10.1038/s41467-024-49773-1 . ПМЦ   11208608 . ПМИД   38926390 .
  17. ^ Jump up to: а б с д и ж г Алоизи Ф (ноябрь 2001 г.). «Иммунная функция микроглии». Глия . 36 (2): 165–179. дои : 10.1002/glia.1106 . ПМИД   11596125 . S2CID   25410282 .
  18. ^ Jump up to: а б с Кристенсен Р.Н., Ха Б.К., Сан Ф., Бреснахан Дж.К., Битти М.С. (июль 2006 г.). «Каинат вызывает быстрое перераспределение актинового цитоскелета в амебоидной микроглии». Журнал нейробиологических исследований . 84 (1): 170–181. дои : 10.1002/мл.20865 . ПМИД   16625662 . S2CID   34491558 .
  19. ^ Дэвис Э.Дж., Фостер Т.Д., Томас В.Е. (1994). «Клеточные формы и функции микроглии головного мозга». Бюллетень исследований мозга . 34 (1): 73–78. дои : 10.1016/0361-9230(94)90189-9 . ПМИД   8193937 . S2CID   22596219 .
  20. ^ Эгген Б.Дж., Радж Д., Ханиш Великобритания, Боддеке Х.В. (сентябрь 2013 г.). «Микроглиальный фенотип и адаптация». Журнал нейроиммунной фармакологии . 8 (4): 807–823. дои : 10.1007/s11481-013-9490-4 . ПМИД   23881706 . S2CID   15283939 .
  21. ^ Лан X, Хан X, Ли Q, Ян QW, Ван J (июль 2017 г.). «Модуляторы активации и поляризации микроглии после внутримозгового кровоизлияния» . Обзоры природы. Неврология . 13 (7): 420–433. дои : 10.1038/nrneurol.2017.69 . ПМЦ   5575938 . ПМИД   28524175 .
  22. ^ Елинек Х.Ф., Карперен А., Боссомайер Т., Бьюкен А. (1975). «Дифференциация степеней активации микроглии с помощью фрактального анализа» (PDF) . Комплексность Интернэшнл . 12 (18): 1713–7. Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 г.
  23. ^ Jump up to: а б Феррер И., Бернет Э., Сориано Э., дель Рио Т., Фонсека М. (1990). «Естественная гибель клеток в коре головного мозга крысы и удаление мертвых клеток переходными фагоцитами». Нейронаука . 39 (2): 451–458. дои : 10.1016/0306-4522(90)90281-8 . ПМИД   2087266 . S2CID   23457378 .
  24. ^ Сайгин Д., Табиб Т., Биттар Х.Э., Валензи Э., Сембрат Дж., Чан С.Ю. и др. (2006). « Эпидемиология, клинические признаки и распространение поражений головного мозга крупного рогатого скота при менингоэнцефалите, вызванном бычьим герпесвирусом-5». Легочное кровообращение (на португальском языке). 10 (1): 123–32. дои : 10.1590/S0100-736X2006000200010 . ПМК   7052475 . ПМИД   32166015 .
  25. ^ Jump up to: а б Такаси Коидзуми; Даниэль Керкхофс; Тошики Мизуно; Гарри В.М. Стейнбуш; Себастьен Фулкье (4 декабря 2019 г.). «Сосудосвязанные иммунные клетки при цереброваскулярных заболеваниях: от периваскулярных макрофагов до сосудисто-ассоциированной микроглии» . Передний. Нейроски . 13 : 1291. дои : 10.3389/fnins.2019.01291 . ПМК   6904330 . PMID   31866808 . {{cite journal}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )
  26. ^ Моррис Г.П., Фостер К.Г., Кортни Дж.М., Коллинз Дж.М., Кэшион Дж.М., Браун Л.С. и др. (август 2023 г.). «Микроглия напрямую связана с перицитами центральной нервной системы» . Глия . 71 (8): 1847–1869. дои : 10.1002/glia.24371 . ПМЦ   10952742 . ПМИД   36994950 .
  27. ^ Чунг В.С., Уэльс, Калифорния, Баррес Б.А. , Стивенс Б. (ноябрь 2015 г.). «Вызывает ли глия синаптические и когнитивные нарушения при заболеваниях?» . Природная неврология . 18 (11): 1539–1545. дои : 10.1038/nn.4142 . ПМЦ   4739631 . ПМИД   26505565 .
  28. ^ Галлоуэй Д.А., Филлипс А.Э., Оуэн Д.Р., Мур К.С. (2019). «Фагоцитоз в мозге: гомеостаз и болезни» . Границы в иммунологии . 10 :790. дои : 10.3389/fimmu.2019.00790 . ПМК   6477030 . ПМИД   31040847 .
  29. ^ Вольф А., Херб М., Шрамм М., Лангманн Т. (июнь 2020 г.). «Ось TSPO-NOX1 контролирует запускаемый фагоцитами патологический ангиогенез в глазу» . Природные коммуникации . 11 (1): 2709. Бибкод : 2020NatCo..11.2709W . дои : 10.1038/s41467-020-16400-8 . ПМК   7264151 . ПМИД   32483169 .
  30. ^ Банно М., Мизуно Т., Като Х., Чжан Г., Каванокучи Дж., Ван Дж. и др. (февраль 2005 г.). «Поглотитель радикалов эдаравон предотвращает окислительную нейротоксичность, вызванную пероксинитритом и активированной микроглией». Нейрофармакология . 48 (2): 283–290. doi : 10.1016/j.neuropharm.2004.10.002 . ПМИД   15695167 . S2CID   25545853 .
  31. ^ Сотерос Б.М., генеральный директор Sia (ноябрь 2021 г.). «Комплемент и зависимое от микроглии устранение синапсов в развитии мозга» . ПРОВОДА Механизмы заболеваний . 14 (3): e1545. дои : 10.1002/wsbm.1545 . ПМК   9066608 . ПМИД   34738335 .
  32. ^ Риттер М.Р., Банин Э., Морено С.К., Агилар Э., Доррелл М.И., Фридлендер М. (декабрь 2006 г.). «Миелоидные предшественники дифференцируются в микроглию и способствуют восстановлению сосудов на модели ишемической ретинопатии» . Журнал клинических исследований . 116 (12): 3266–3276. дои : 10.1172/JCI29683 . ПМЦ   1636693 . ПМИД   17111048 .
  33. ^ Череп С., Шварц А.Д., Посфаи Б., Ласло З.И., Келлермайер А., Корней З. и др. (сентябрь 2022 г.). «Микроглиальный контроль развития нейронов через соматические пуринергические соединения» . Отчеты по ячейкам . 40 (12): 111369. doi : 10.1016/j.celrep.2022.111369 . ПМЦ   9513806 . ПМИД   36130488 . S2CID   252416407 .
  34. ^ Стэнли Э.Р., Читу В. (июнь 2014 г.). «Передача сигналов рецептора CSF-1 в миелоидных клетках» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 6 (6): а021857. doi : 10.1101/cshperspect.a021857 . ПМК   4031967 . ПМИД   24890514 .
  35. ^ Жинху Ф., Принц М. (июль 2015 г.). «Происхождение микроглии: современные концепции и прошлые споры» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 7 (8): а020537. doi : 10.1101/cshperspect.a020537 . ПМЦ   4526747 . ПМИД   26134003 .
  36. ^ Чжу Х., Ван З., Юй Дж., Ян Х., Хэ Ф., Лю З. и др. (июль 2019 г.). «Роль и механизмы цитокинов при вторичном повреждении головного мозга после внутримозгового кровоизлияния». Прогресс нейробиологии . 178 : 101610. doi : 10.1016/j.pneurobio.2019.03.003 . ПМИД   30923023 . S2CID   85495400 .
  37. ^ Герман Дж (1996). «Микроглия: сенсор угроз в нервной системе?». Исследования в области вирусологии . 147 (2–3): 79–88. дои : 10.1016/0923-2516(96)80220-2 . ПМИД   8901425 .
  38. ^ Jump up to: а б с д и ж г Стрейт WJ (сентябрь 2006 г.). «Старение микроглии: есть ли у иммунной системы мозга срок годности?». Тенденции в нейронауках . 29 (9): 506–510. doi : 10.1016/j.tins.2006.07.001 . ПМИД   16859761 . S2CID   8874596 .
  39. ^ Jump up to: а б с д Мрак Р.Э., Гриффин В.С. (март 2005 г.). «Глия и их цитокины при прогрессировании нейродегенерации». Нейробиология старения . 26 (3): 349–354. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2004.05.010 . ПМИД   15639313 . S2CID   33152515 .
  40. ^ Pluvinage JV, Хейни М.С., Смит Б.А., Сан Дж., Ирам Т., Бонанно Л. и др. (апрель 2019 г.). «Блокада CD22 восстанавливает гомеостатический микроглиальный фагоцитоз в стареющем мозге» . Природа . 568 (7751): 187–192. Бибкод : 2019Natur.568..187P . дои : 10.1038/s41586-019-1088-4 . ПМК   6574119 . ПМИД   30944478 .
  41. ^ Фрик Л., Питтенджер С (2016). «Микроглиальная дисрегуляция при ОКР, синдроме Туретта и PANDAS» . Журнал иммунологических исследований . 2016 : 8606057. doi : 10.1155/2016/8606057 . ПМК   5174185 . ПМИД   28053994 .
  42. ^ Jump up to: а б с д Швабенланд М., Брюк В., Приллер Дж., Стадельманн К., Лассманн Х., Принц М. (декабрь 2021 г.). «Анализ фенотипов микроглии при нейропатологиях: практическое руководство» . Акта Нейропатологика . 142 (6) (опубликовано в октябре 2021 г.): 923–936. дои : 10.1007/s00401-021-02370-8 . ПМЦ   8498770 . ПМИД   34623511 . В эту статью включен текст, доступный по лицензии CC BY 4.0 .
  43. ^ Jump up to: а б с Хикман С.Э., Кингери Н.Д., Осуми Т.К., Боровски М.Л., Ван Л.К., Минс Т.К., Эль Хури Дж. (декабрь 2013 г.). «Чувствительность микроглии, выявленная путем прямого секвенирования РНК» . Природная неврология . 16 (12): 1896–1905. дои : 10.1038/nn.3554 . ПМЦ   3840123 . ПМИД   24162652 .
  44. ^ Блок, М.Л., Зекка, Л. и Хонг, Дж.С. Нейротоксичность, опосредованная микроглией: раскрытие молекулярных механизмов. Нат. Преподобный Нейроски. 8, 57–69 (2007).
  45. ^ Джи П., Шахчнайдер К.М., Шук Л.Б., Уокер Ф.Р., Джонсон Р.В. (май 2016 г.). «Периферическая вирусная инфекция индуцирует чувствительные гены микроглии и усиливает активность микроглиальных клеток в гиппокампе новорожденных поросят» . Мозг, поведение и иммунитет . 54 : 243–251. дои : 10.1016/j.bbi.2016.02.010 . ПМЦ   4828316 . ПМИД   26872419 .
  46. ^ Хориучи М., Смит Л., Маэдзава И., Джин Л.В. (февраль 2017 г.). «Аблация CX 3 CR1 улучшает двигательные и дыхательные дисфункции и улучшает выживаемость мышиной модели синдрома Ретта» . Мозг, поведение и иммунитет . 60 : 106–116. дои : 10.1016/j.bbi.2016.02.014 . ПМК   5531048 . ПМИД   26883520 .
  47. ^ Бергон А., Бельзо Р., Конт М., Пеллетье Ф., Эрве М., Гардинер Э.Дж. и др. (октябрь 2015 г.). «CX3CR1 нарушается в крови и мозге пациентов с шизофренией» (PDF) . Исследования шизофрении . 168 (1–2): 434–443. дои : 10.1016/j.schres.2015.08.010 . hdl : 1959.4/unsworks_49794 . ПМИД   26285829 . S2CID   205073822 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы по теме микроглии .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Microglia&oldid=1241383276"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: a26688f488e23724335de4c1b0e3dc8c__1723172520
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/a2/8c/a26688f488e23724335de4c1b0e3dc8c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Microglia - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)