原创JulieLangelier阿尔茨海默病
小胶质细胞是大脑免疫系统的重要组成部分,它不断地从细胞体上伸展和缩回“分支”,以观察周围环境。想象一下章鱼,它没有移动身体,而是将触角伸向各个方向。这就是小胶质细胞的工作原理。在一个小时的时间内,每个细胞将覆盖其周围的整个三维空间。然后,一切又会重新开始。
格拉德斯通研究所12月14日消息
这种持续而快速的监测是大脑中的小胶质细胞所特有的。它一直在你的大脑中发生,不管有没有疾病的存在,无论你是醒着还是睡着了。小胶质细胞也能迅速地将分支指向大脑的损伤部位。长期以来的理论认为,小胶质细胞执行这种监测,是为了感知感染因子的侵入或感知创伤。
格拉德斯通研究所(GladstoneInstitutes)的高级研究员KaterinaAkassoglou博士说:“我从来不知道它为什么要这样做。一个细胞为什么要为一些可能永远不会发生的事情花费这么多能量呢?我一直认为,小胶质细胞一直运动肯定还有其他原因,很可能与大脑的正常功能有关。”
事实证明,Akassoglou是对的。
格拉德斯通研究所
在最近发表在《自然-神经科学》(NatureNeuroscience)杂志上的一项研究中,她和她的团队表明,事实上,小胶质细胞监视有助于防止大脑中的癫痫活动(或过度兴奋)。这些发现可能为多种疾病开辟新的治疗途径,因为兴奋性是许多神经系统疾病的特征,包括阿尔茨海默病、癫痫和自闭症。
研究于12月14日发表在《NatureNeuroscience》(最新影响因子:20.)杂志上
防止大脑过度活跃
Akassoglou从她的科学生涯开始就一直对大脑先天免疫系统感兴趣。她第一次在显微镜下观察到小胶质细胞监测是在年她做博士后的时候,在隔壁的实验室发现了这一现象。她马上意识到,要了解这些细胞,她必须找到一种方法来“冻结”它们的运动。
Akassoglou说:“说起来容易做起来难——我们花了10多年的时间才想出如何阻止它们移动。”她同时也是加州大学旧金山分校(UCSanFrancisco)的神经病学教授。“杀死细胞的方法有很多,但是它们消失了,你就不能研究它们的运动。找到一种既能让它们活下来,又能让它们无法监测大脑的方法非常具有挑战性。”
她和她的团队创造了第一个可以阻断小胶质细胞监视过程的小鼠模型。这些细胞仍然活着,但它们不能再伸展和收缩分支。然后,这个项目的目标就是观察之后发生了什么。
“这纯粹是出于好奇心,”Akassoglou说,“我们只是想知道,这些细胞为什么会一直运动,如果它们停止了,大脑会发生什么?”
KaterinaAkassoglou
起初,似乎什么也没发生,“冻结”的小胶质细胞看起来也很正常。直到有一天,VictoriaRafalski意外地观察到一只小鼠发病了。
Rafalski博士说:“那时我们才意识到小胶质细胞不能正常工作,小鼠会发生自发性癫痫。”Rafalski博士是该研究的第一作者,曾在格拉德斯通研究所的Akassoglou实验室做博士后研究。“这是我们第一次发现这些细胞监测可能抑制癫痫发作。”这也给了我们一个提示,为什么他们需要不断地运动——抑制癫痫发作可能是大脑中不间断的需要。”
为了进一步研究,研究人员依靠显微镜和图像分析方面的最新技术。他们结合这些方法开发了自己的方法来观察小胶质细胞和活体大脑中的活跃神经元之间的相互作用,就像小鼠在轮子上奔跑,同时挠它们的胡须一样。
科学家们发现小胶质细胞并不是随意伸展分支的。相反,小胶质细胞主要是一个接一个地接触活跃的神经元,而对不活跃的神经元则