脑部监护人去除垂死的神经元
![Salk scientists show that two immune cell receptors, called Mer and Axl, are responsible for consuming dead or dysfunctional brain cells. An accumulation of dead cells (green spots) is seen in the subventricular zone (SVZ) -- a neurogenic region -- of the brain in a mouse lacking the receptors Mer and Axl. (Blue staining marks all cells.) No green spots are seen in the SVZ from a normal mouse. Credit: Salk Institute 脑部监护人去除垂死的神经元](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2016/brainguardia.jpg)
到青春期,您的大脑已经包含了您一生中您所拥有的大多数神经元。但是一些区域继续生长新的神经细胞,并需要细胞前哨的服务,即通过消除死亡或功能失调的细胞来确保大脑安全的专门免疫细胞。
现在,Salk科学家发现了垂死和死亡神经元被清除的令人惊讶的程度,并确定了这一过程关键的特定细胞开关。作品详细介绍了自然2016年4月6日。
“我们发现受体在免疫细胞在里面脑对健康和受伤状态都至关重要。与疾病有关,例如帕金森氏病。”
二十年前,Lemke Lab发现免疫细胞表达了称为TAM受体的关键分子,此后已成为许多实验室中自身免疫和癌症研究的重点。称为MER和AXL的两个TAM受体有助于称为巨噬细胞的免疫细胞充当垃圾收集器,识别和消费超过1000亿死细胞每天都会在人体中产生。
在当前的研究中,团队询问MER和AXL是否在大脑中完成了相同的工作。称为小胶质细胞的专门中枢神经系统巨噬细胞占大脑中约10%的细胞,它们在其中检测,反应和破坏病原体。研究人员在原本健康小鼠的小胶质细胞中删除了AXL和MER。令他们惊讶的是,他们发现缺乏两个受体会导致大量的死细胞堆积,但并非大脑中的任何地方。仅在观察到新神经元的产生(神经发生)的小区域中才能看到细胞尸体。
许多细胞在成人神经发生过程中正常死亡,但它们立即被小胶质细胞食用。“即使是正常大脑中的单个死细胞也很难,因为它们是如此有效地被小胶质细胞识别和清除,”论文和前Salk研究合伙人PaquiG.Través说。“但是在缺乏MER和AXL的小鼠的神经源区域中,我们发现了许多这样的细胞。”
当研究人员通过标记小鼠缺失MER和AXL的新生长的神经元来更加仔细地检查了这一过程时,他们注意到了其他有趣的东西。迁移到嗅球或气味中心的新神经元在没有AXL和MER周围急剧增加。缺乏TAM受体的小鼠在嗅球中新产生的细胞比正常小鼠增加了70%。
根据莱姆克(Lemke)的说法,这种未经检查的新神经生长如何(在何种程度上)如何影响老鼠的嗅觉,尽管这是实验室将探索的领域。但是,更多的活神经细胞能够迁移到嗅球在没有受体的情况下,除清除死细胞外,MER和AXL还具有另一种作用 - 实际上,它们实际上可能靶向生命但在功能上受损的细胞。
Lemke说:“在神经源性区域中,细胞死亡的很大一部分不是由于细胞的内在死亡,而是小胶质细胞本身的结果,而小胶质细胞本身是由于吞噬而杀死了细胞的一小部分。”“换句话说,这些新生神经元的祖细胞中的一些实际上正在生存。”
Lemke补充说,这在健康大脑中不一定是一件坏事。大脑产生的神经元超过其所能使用的,然后将不需要的细胞修剪。但是,在发炎或患病的大脑中,生命的破坏细胞五月适得其反。
Lemke Lab进行了另外一系列的实验来了解TAM受体在疾病中的作用:他们研究了AXL和MER在帕金森氏病小鼠模型中的活性。该模型以遗传的疾病形式产生人类蛋白质,从而导致大脑变性缓慢。该小组认为,在这种情况下,AXL与其他研究相一致,表明增加AXL是组织炎症的可靠指标。
但是,当研究人员从帕金森氏症的老鼠中取出AXL和MER时,他们感到惊讶。与患有这种疾病的小鼠相比,与正常的小胶质细胞相比,丢失AXL和MER的小鼠实际上寿命更长。这可能是因为AXL和MER目标并破坏病人功能失调的神经元。在存在疾病的情况下,可能会出现功能失调的神经元,因此AXL和MER可能会促使太多神经元的破坏,实际上正在加快疾病。
“似乎我们可以通过操纵AXL和MER来修改动物模型中的疾病进程,”该论文和前Salk Research助理的联合第一作者Lawrence Fourgeaud说。该小组警告说,需要进行更多的研究来确定调节TAM受体是否可能是涉及小胶质细胞的神经退行性疾病的可行疗法。