ミクログリアと星状細胞は死んだニューロンを食べるときに責任を共有します

ビデオ: ミクログリアと星状細胞は死んだニューロンを食べるときに責任を共有します
ビデオ: 【神経系】ニューロンとグリア細胞(構造と働き) 2023, 2月
ミクログリアと星状細胞は死んだニューロンを食べるときに責任を共有します
ミクログリアと星状細胞は死んだニューロンを食べるときに責任を共有します
Anonim
Image
Image

ミクログリア(緑)はアポトーシスニューロン(赤)に移動し、その体を飲み込みます

神経科学者は、ミクログリアとアストロサイトが死んだニューロンの残骸を取り除くときに責任を共有することを発見しました。前者はニューロンの本体と近くのプロセスを利用し、後者は樹状突起の木の遠い枝を利用します。死にかけているニューロンへのタイムリーな応答のために、グリア細胞はMertk受容体を必要とします-それがない場合、星状細胞は分極せず、ミクログリアは後で死にかけている細胞に移動します。ミクログリアだけが故障している場合、星状細胞はその機能を補い、独立して神経細胞の体を吸収することができます。老化したマウスでは、死んだニューロンの残骸の除去は遅くなりますが、その理由はまだ明らかではありません。記事はジャーナルScienceAdvancesに掲載されました。

プログラム細胞死、またはアポトーシスは、神経系を含む恒常性を維持する上で重要な役割を果たします。脳内のニューロンの死は、細胞の数とそれらのタイプの比率を調節し、病状でも発生します。死んだ細胞の残骸は処分しなければなりません、さもなければ炎症性または自己免疫反応が発生するかもしれません。

食細胞は死んだ細胞を食べることに従事しています-哺乳類の脳では、これらはミクログリアであり、場合によっては星状細胞です。しかし、死にかけているニューロンを「捕まえて」その利用を観察することは容易ではないため、ミクログリアとアストロサイトがアポトーシスニューロンからの信号にどのように正確に反応して相互作用するかは明らかではありません。

Jaime Grutzendlerが率いるエール医学部の科学者たちは、神経細胞死と食細胞の働きをリアルタイムで観察できる方法を開発しました。アポトーシスは、光化学によってマウスの脳の特定の細胞で引き起こされました-レーザービームがニューロンに照射され、それらは死にました。死にかけているニューロンとそれらを破壊したグリアは、2光子顕微鏡を使用して視覚化されました。

Image
Image

アポトーシス開始前、6時間後、1日後のニューロン(赤)とその核(青)

アポトーシスの開始から2〜3時間後、近くの星状細胞とミクログリアは死にかけているニューロンに向かって分極しましたが、ミクログリアだけが神経細胞に移動して絡み合っていました。その結果、1つのミクログリア細胞だけがニューロンの体とその近くのプロセスを吸収しました。びまん性樹状突起の遠い枝は星状細胞を取り除いた。

Image
Image

ミクログリア(緑)と星状細胞(赤)は死にかけているニューロン(白)を消費します

研究者たちは、脳に高用量のウイルスを注入したり、出生後の発達中に神経細胞の自然死を観察したりするなど、別の方法で神経細胞死を引き起こそうとしましたが、同様のプロセスが見られました。そしてこれらの場合、ミクログリアはニューロンの体と星状細胞を破壊しました-その遠いプロセス。これは、異なるグリア細胞が同時に神経細胞の残骸を取り除くことを意味しますが、それぞれが独自の専門性を持っています。おそらく、星状細胞は密接に絡み合っているため、ニューロンのプロセスに関与しており、ミクログリアは目的の部位に移動する必要があります。さらに、研究者らは、星状細胞とミクログリアがそれらの作用を調整し、これらの細胞間に局所的な相互作用のメカニズムがあることを示唆しました。

科学者たちは、死にかけている細胞からの信号の認識に関与していると考えられている2つの受容体(AxlとMertk)の役割を調査しました。最初の受容体の不在は食細胞の働きの速度に影響を与えず、Mertk遺伝子のないマウスでは、死んだニューロンの残骸の除去速度が低下し(p <0.05)、ミクログリアの動きの開始を遅らせましたそれらの吸収の時間ではなく、神経細胞に。さらに、アストロサイトはMertkノックアウトマウスでは分極しませんでしたが、遺伝子がミクログリアにのみ存在しない場合、アストロサイトは逆に急速に分極しました。

Image
Image

ミクログリア(緑)によるアポトーシスニューロン(その核は青い矢印でマークされています)の取り込みは正常(上)であり、Mertk遺伝子がない場合(下)

ミクログリアにMertkが存在しないことは、死んだニューロンの全体的な除去率に影響を与えませんでした。つまり、ミクログリアが機能に対処できない場合、星状細胞が神経細胞の体の食作用を引き継ぐことができます。実際、科学者がミクログリアを選択的に根絶したとき、星状細胞は、通常よりも遅い速度ではあるが、死にかけているニューロンを付属肢で囲み、それらを吸収した。

最後に、死んだニューロンの除去が古いマウスで観察されました-結局のところ、年齢とともに、多くのニューロンが死にます、そしてそれらを時間内に処分する必要があります。 26〜28か月齢のマウスでは、アポトーシスの速度は若い動物のそれと異ならなかったが、死んだ細胞の取り込みにははるかに長い時間がかかった(p <0.01)。 Mertkの発現は加齢とともに変化せず、加齢した脳の食細胞活性が遅い理由は不明なままです。

神経変性疾患では、ミログリアはすべての死にかけているニューロンを利用する時間がなく、それらは蓄積し始め、炎症を引き起こし、新しいニューロンの死を引き起こします。しかし、Mertk遺伝子がない場合、神経変性疾患の発症は遅くなります。これはおそらく、分解するニューロンがより長く留まり、部分的にその役割を果たし続けるためです。

トピックによって人気があります