Microgliamonitorandprotectneuronalfunctionviaspecializedsomaticpurinergicjunctions
年12月12日动静,匈牙利科学院测验医学协商所神经免疫学测验室ádámDénes团队在Science杂志上颁发论文,发觉小胶质细胞也许经过嘌呤能依赖的方法和神经元产生一种新的消断交换方法,该种消断交换是通太小胶质细胞与神经元细胞体相连产生的。
协商靠山●●
小胶质细胞做为具备免疫特性的神经细胞,其经过动态监测神经系统的微处境,推进大脑的发育与保持神经系统的平常生理功效。神经元细胞间的记号交换重要经过突触间的电-化学-电记号实行转达。但是小胶质细胞与神经元细胞间的交换机制仍未了然。方今小胶质细胞与神经元突触的彼此效用被以为是小胶质细胞与神经元的重要交换方法,该方法囊括了小胶质细胞与轴突末了和树突棘等超微机关的来往。然则神经元的细胞体、轴突、树突分支等大机关在多半情景下是相对不乱的,不像树突棘等处于高度动态的小突触机关。这些小突触机关一般阔别神经元细胞体,故而小胶质细胞和突触之间的彼此效用或者并不能彻底声明小胶质细胞是怎样经过动态监测细胞体空隙中细胞损伤的初期变乱来影响神经元运动的。因而该论文发觉的这类小胶质细胞与神经元细胞体的新式相连方法美满了人们对小胶质细胞与神经元细胞间的交换机制的了解。
重要协商体例●●
协商团队首先在电转了pCAG-IRES-tdTomato质粒的CX3CR1-GFP转染小鼠中观看到小胶质细胞和皮层第2-3神经元细胞体的来往。事实发觉小胶质细胞更爱好来往以前曾经探测过的部位。小胶质细胞疏通轨迹解析讲明它对神经元胞体来往的工夫显然善于和树突来往的工夫(a-c)。离体共聚焦显微镜进一步定量解析发觉,在小鼠中小胶质细胞和91%的皮质锥体神经元,96%的vGluT3+神经元和87%的PV+中央神经元的细胞体都存在这类来往方法;惟有9%的谷氨酸能突触和14%的GABA能突触与小胶质细胞的分支产生来往。人类新皮层中的神经元中有87%也和小胶质细胞产生了这类来往。以上事实表明小胶质细胞和神经元细胞体之间的这类相连方法具备普遍性(d,e,f,g)。
协商人员进一步经过文件协商发觉,ATP是一种引诱小胶质细胞趋势的引诱物,重要效用于小胶质细胞上稀奇性表白的P2Y12R受体表现引诱效用(嘌呤能记号)。文件协商亦讲明ATP重要经过胞吐的方法从神经元细胞体上释放,而Kv2.1卵白表白于产生胞吐的膜外,也许将囊泡合并分子锚定在神经元膜上。经过共聚焦显微镜和,随机光学重修显微镜(STORM,分辩率可达20nm级别)联用技艺,发觉P2Y12R与Kv2.1卵白繁茂表白于小胶质细胞和神经元细胞体的相连处。这一景象讲明这类相连方法或者与小胶质细胞与神经元的消断交换干系,且与神经元的Kv2.1卵白与小胶质细胞的P2Y12R卵白干系(h,i)。
协商团队进一步经过电镜观看了上述这类胞体相连的超微机关,发觉在与小胶质细胞相连的神经元细胞体内,慎密依靠着线粒体,网状膜结讲和囊样膜机关(a,b)。而在小胶质细胞相连处的膜外,P2Y12R密度与胞体相连之间的间隔呈负干系。另外,更多的小胶质细胞膜上的P2Y12R直接来往神经元细胞体。这些事实讲明嘌呤能记号在小胶质细胞神经元胞体相连的产生中起重大效用(c-e)。
经过对线粒体的荧光标识,协商团队再次考证了胞体相连中观看到了神经元内线粒体接近相连处的特性散布(a,b)。团队进一步发觉这类相连依赖于P2Y12R而且与神经元内特性散布的线粒体的运动干系。NADH与线粒体具备精良的共定位瓜葛,也许观看线粒体运动形态(c)。在胞体来往中,团队再次考证了相连处的线粒体散布,然则敲除P2Y12R后,胞体相连与线粒体运动的共定位消散(c-f)。协商团队还探测了CX3CR1-GFP转染小鼠小脑延髓池注入高效抉择性P2Y12R压制剂PSB先后小胶质细胞和神经元胞体相连的工夫,事实讲明压制P2Y12R显著淘汰胞体相连工夫,然则对非胞体相连的工夫没有显著影响(g-i)。上述事实讲明小胶质细胞与神经元胞体的相连依赖于P2Y12R并与神经元中特性散布的线粒体的运动干系。
协商团队进一步对神经元转染一种人为受体hSyn-hM3D(Gq)-mCherry,尔后也许经过予以人为配体CNO激活神经元。cFos卵白的快速引诱表白能在很大水平上反反应激引诱的神经元运动情景,因此常被做为神经元激活的标识(j-l)。在P2Y12R-/-小鼠中,激活后的小胶质细胞与神经元细胞体来往的水平并没有显著性改革,而在P2Y12R+/+小鼠中,激活神经元后胞体来往的水平则显然提升了(m,n)。这一景象讲明胞体来往中是通P2Y12R记号感知神经元运动的。
协商团队以上的做事表了然平常生理形态下小胶质细胞经过嘌呤能依赖的方法和神经元细胞体实行相连进而监测神经元的形态。进一步地,该团队还深入探索了小胶质细胞产生的这类新式相连在病理形态下的功效。
遵循文件报导,小胶质细胞对脑卒中后梗死界线区神经元运动的改革有快速的反响。因而协商团队采纳了血管性卒中模子协商卒中后小胶质细胞产生的胞体相连能否蒸发特定的功效。协商中采纳MAP2荧光染色和TTC染色的办法定位梗死地域与界线。经过对梗死区神经元和小胶质细胞的观看也许看到,卒中后神经元内线粒风光积和线粒体主轴均显然淘汰(a,c),而小胶质细胞与神经元产生的胞体相连水平显著补充(b-e),且这类胞体相连的反响一样依赖于嘌呤能。经过观看转染钙敏荧光卵白指导的Thy1-GCaMP6s小鼠卒中区钙荷水平,发觉采纳PSB压制缺血区的胞体相连后,大脑神经细胞显露钙超载的趋势(f),对卒中区再灌入后单神经元的钙离子浓度改革观看也讲了然这一事实(h)。地域连通性解析与梗死脑片的解析也讲明(g,i),该种胞体相连方法对大脑损伤表现了掩护的效用。
协商团队的以上做事为咱们展现了一种新的小胶质细胞和神经元之间的消断交换方法。补充了对小胶质细胞与神经元间记号交换的方法不光单存在于对轴突、树突等机关的彼此效用。团队还表了然这类消断交换在脑损伤后赶快反应,并经过该胞体相连相连监测神经元形态,进而使小胶质细胞对神经细胞的掩护效用有针对性地产生。
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