大腦免疫系統是恢復運動神經元退化的關鍵

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】運動神經元的選擇性死亡是Lou Gehrig病的標誌，也被稱為肌萎縮側索硬化症(ALS)。然而神經學家懷疑，這種疾病的發展過程中還涉及到其他類型的腦細胞，也許是對它的保護，這可能會為這種不治之症提供治療方法。為了弄清這個問題的答案，賓夕法尼亞大學佩雷曼醫學院的研究人員設計了一種老鼠，它可以通過一種大腦免疫細胞逆轉突變的人類TDP-43蛋白的損傷。TDP-43是一種蛋白質，它在ALS患者的大腦運動區域內摺疊和積累。

小膠質細胞(紅色)圍繞著基因工程小鼠的脊髓周圍的運動神經元，並在轉基因抑制後積極清除人的TDP-43(綠色)= 100μm規模。圖片版權：Virginia M-Y. Lee, PhD and Krista J. Spiller, PhD, Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania

第一作者Krista J. Spiller博士，博士後研究員，資深作家Virginia M-Y，神經退行性疾病研究中心主任、病理學和實驗室醫學教授Lee博士本周在《自然神經科學》雜誌上發表了他們的研究成果。他們發現大腦和脊髓中的第一個和主要的免疫反應細胞——小膠質細胞，對於處理tdp -43相關的神經元死亡是至關重要的。這項研究首次證明了健康的小膠質細胞對活體動物的病理TDP-43的反應。在這個領域的主流觀點是，免疫系統炎症導致了ALS神經元的死亡，但這項研究顯示了相反的觀點——小膠質細胞實際上對神經元的存活至關重要。

在有ALS癥狀的小鼠中，小膠質細胞的數量保持穩定。然而在研究人員在小鼠體內化學抑制了病理人類TDP-43的表達後，小膠質細胞急劇增殖並改變了它們的形狀和表達的基因。研究人員對為什麼小膠質細胞不會自動對突變TDP-43的存在作出反應，以及如何抑制它的表達刺激小膠質細胞的反應。這仍然是個謎，但我們很想在未來的研究中找到答案。正常分枝的小膠質細胞收縮了它們的擴展，並擴大了它們的主要細胞體的大小。(這種快速變化的形狀在中樞神經系統中是非常獨特的，儘管巨噬細胞，小膠質細胞在身體周邊部位的免疫系統，在它們的形狀變化中也同樣是動態的。)

在大量的一周後remade microglia增加了70%，有選擇地清除了從運動神經元中積累的人類TDP-43。小膠質細胞包圍著tdp -43的神經元，激活基因，製造蛋白質，幫助它們附著在生病的細胞上，並誘導一種被稱為吞噬細胞的過程，這個過程包圍了突變蛋白的處理。在拖把之後，老鼠停止了運動功能障礙的癥狀，如腿部和顫抖，並恢復了行走和增加體重的能力。相反TDP-43在沒有小膠質細胞的小鼠中未完全清除。當小膠質細胞的增殖受阻時，小鼠無法恢復完全的肌肉功能，從而揭示了小膠質細胞對清除摺疊蛋白團的重要性。活性小膠質細胞保護神經元的方式使我們對ALS療法有了新的想法。例如想知道我們是否能鼓勵在早期的ALS患者中擴大小膠質細胞，以挽救他們的運動神經元。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Nature Neuroscience

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院

編譯：雙螺旋

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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