小神经胶质细胞,免疫系统和大脑

免疫系统是,总之,是一件美妙的事情。当激活时,先天免疫系统产生所有的分子,可以吞噬病原体(巨噬细胞),标签感染性分子破坏(抗体)和信号细胞变成响应(细胞因子)。然而,大脑是保护,或“免疫特权。“它自己的一组免疫细胞和外围的免疫系统不能访问至少的教条说。

然而,在过去的几十年里,研究大脑的免疫系统已经表明,有很多我们还没有发现。

参见:头部受伤导致免疫系统攻击大脑

博士乔纳森•Kipnis弗吉尼亚大学的免疫学家,最近出版的发现震动越来越融合世界神经科学和immunology-that淋巴管行大脑,本质上连接到外围的免疫系统。直到现在,科学家们甚至不知道这些血管的存在。Kipnis脑膜和他的同事们发现了他们之间的层(头骨和中枢神经系统(CNS),包括脑脊髓液和血管)排水从脑脊液免疫细胞到脖子上的颈深淋巴结。¹

“我们正在调查这些血管的作用在不同的神经紊乱,“Kipnis,也是大学的大脑中心的主任免疫学和神经胶质(大)说。“很难相信他们不会参与这些。”

小胶质细胞的作用

小胶质细胞是一种胶质cell-non-neuronal脑细胞,支持和维护健康的神经元。他们被称为“常驻巨噬细胞”的大脑,不断监测中枢神经系统感染性分子碎片,受损的神经元。活化的小胶质细胞吞噬这些粒子毁灭的,还生产各种炎症和免疫信号分子来帮助清除有毒物质的中枢神经系统。

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通常,唯一的免疫细胞在大脑中是小胶质细胞和血管周的巨噬细胞,本·巴尔博士说,斯坦福大学的神经生物学家和小胶质细胞的主要研究人员。巴尔说,他们可能做很多其他的事情,还没有被发现。“小胶质细胞,特别是当激活,使高水平的不同细胞因子的主要受体免疫细胞。所以很难不认为小胶质细胞,激活时,有力地控制免疫细胞迁移(从外周血)进入大脑。”

在神经退行性变的免疫作用

大多数神经退行性疾病包括错误折叠的蛋白质聚合在神经元和清理不当,导致神经细胞死亡。越来越多的研究指向overactivation小胶质细胞的因素对这些疾病的进展。

多发性硬化(MS)是最著名的神经退行性疾病的影响免疫系统。女士,T细胞攻击并摧毁保护板髓细胞的神经元在中枢神经系统。在正常情况下,T细胞只是在外围,大脑的外巡逻或指导生产的免疫化学物质可以穿过血脑屏障,影响小胶质细胞和分子的居民。

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最近的研究继续揭示我们有限的理解如何,数量,和大脑的先天免疫细胞和周边功能仍然存在。例如,在阿尔茨海默病,小鼠的研究表明,脑源性T细胞。²在帕金森病,CD4 + T细胞(辅助T细胞)和CD8 + T细胞(细胞毒性T细胞)病人的大脑中被发现,但科学家们不确定如果他们被激活这些细胞的形式。³“没有必要T细胞、B细胞或甚至单核细胞在大脑中,但这并不意味着,每次你看到它是T细胞做坏事,“Kipnis说。

系统性炎症也会影响小胶质激活。事实上,对动物的研究显示,周围炎症加重神经疾病和加速其发展。而周围炎性分子信号通过microglia-that,他们不进入大脑他们仍然影响小神经胶质细胞功能的方式非常重要。³

小胶质细胞在阿尔茨海默氏症

死后大脑的阿尔茨海默病(AD)患者显示淀粉样斑块的存在,神经原纤维缠结,神经细胞丧失,激活神经胶质cells-indicating先天免疫反应的作用这个衰弱的大脑发展的障碍。⁴越来越多的迹象显示广告的发展实际上是依赖于小胶质细胞失去功能的免疫细胞的能力⁵,他们促进适量的炎症,然后关掉时,在这种情况下,β淀粉样蛋白斑块有被废除。

参见:阿尔茨海默病和免疫系统联系起来

“他们有很多可塑性和应对环境的方式不一定有用,”哈佛医学院的专家约瑟夫·埃尔科博士说。埃尔科一直在研究micoglia在广告中的作用超过20年。他们是“双刃剑”,他说。β淀粉样蛋白与小胶质细胞相互作用,改变他们的基因表达谱。这意味着他们成为由淀粉样蛋白激活,但激活减少清除它的能力。”

sodra cell纸浆厂教授博士最近,凯特琳斯坦福大学神经病学和神经科学和她的同事们发现,在小鼠,推倒前列腺素受体的表达,既提高了小胶质细胞功能和对小胶质细胞逆转记忆丧失。⁶“这很奇怪,”Andreasson说。“我们能够重组这些小胶质细胞开始表现得像健康的年轻小胶质细胞,他们做了他们应该做所有积累β淀粉样蛋白。“流行病学数据显示,高水平的前列腺素与广告的发展。

进一步证明,小胶质细胞参与广告来自于发现罕见突变TREM2(髓细胞触发受体表达)基因被发现显著增加阿尔茨海默氏症的风险。⁷TREM2编码对小胶质细胞受体,它的作用是抗炎,它有助于引发吞噬作用的β淀粉样蛋白肽没有炎症和凋亡神经元。突变TREM2阻止它做它的工作为广告的发展做出贡献。

小神经胶质细胞所知甚少的角色在其他神经退行性疾病如帕金森氏病或肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),但科学家们认为,一些相同的机制涉及疾病以外的广告。

小胶质细胞在自闭症

小胶质细胞不仅最近有关疾病,大脑发育也正常。最近的工作从巴尔和哈佛大学的贝丝史蒂文斯实验室表明小胶质细胞帮助修剪突触早期大脑发育中老鼠。⁸研究表明,自闭症患者的大脑这一过程出错,⁹和小胶质细胞的激活水平是不同的大脑中那些被诊断为自闭症大脑比正常发展。¹⁰

了解更多:人体的免疫系统可能比想象的阿尔茨海默病中发挥更大的作用

Kipnis学习障碍的实验室还小胶质细胞有关。他的几个实验室的研究发现,老鼠缺乏brain-patrolling T细胞显示认知障碍¹¹实际上,这些T细胞是来自颈部淋巴结。¹²前期工作的成员他的实验室还显示了一个类似的功能对这些T细胞在正常社会行为,影响免疫组件在自闭症。

“我们的想法是,没有免疫细胞,鼠标不是功能认知以及小鼠T细胞,“Kipnis说。基于其他的研究中,他推测这不知何故发生通过T细胞产生白介素信号分子,il - 4,然后继续激活特定的神经元。¹³

小胶质细胞在翻译

神经免疫学是一个新兴的领域,但我们才刚刚开始研究免疫系统如何影响大脑的疾病。

进一步阐明小胶质细胞的作用在阿尔茨海默氏症,埃尔科希望更好的追踪工具,离开小胶质细胞完整,同时允许科学家跟随他们的动作和可视化功能。迫切需要的新广告疗法,找出免疫系统组件如何帮助或阻碍疾病的进展是不可能发生的速度不够快。任何治疗,专家埃尔科说,“促进(β淀粉样蛋白)间隙没有造成损害。你必须有一个平衡。”

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许多科学家已经确信所有神经障碍都有一个免疫系统组件——换句话说,所有疾病涉及炎症过程。虽然这增加了研究的复杂程度和治疗,它也有积极的一面。脑部疾病是出了名的难以治疗:药物靶点不仅是难以捉摸的,但让药物进入一个器官一样严重的就给大脑的双重挑战。我们已经有治疗一些免疫学disorders-not提到一个更全面的了解这些疾病的进展,在某些情况下。治疗脑部疾病的治疗他们的免疫成分可能是一个有效的一步改善他们的一些症状。

“我不认为我们可以有效地提供药物进入大脑,免疫系统的技术是不存在的——但是这是可行的,”Kipnis说。“我们可能无法治愈自闭症或阿尔茨海默氏症,但我们可以改善生活质量。”

引用

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