Человеческая микроглия получила раннюю специализацию

Будущее сегодня

Технологии / Будущее сегодня 26 Просмотров

Исследователи составили детальное описание того, как меняются строение и& функции клеток микроглии и& их& предшественниц в& мозге человека до& рождения, сообщается в& Science. Выяснилось, что свойства, характерные для клеток иммунной системы, они приобретают между девятой и& восемнадцатой неделями внутриутробного развития. Вероятно, это одна из& причин, по& которой центральная нервная система плода особенно чувствительна к& неблагоприятным воздействиям в& этот период.

Микроглия& — один из& типов иммунных клеток в& головном мозге. Они не& только борются с& инфекциями (поскольку мозг окружен гематоэнцефалическим барьером, большинство возбудителей заболеваний просто в& него не& попадает), но& и& выполняет ряд других функций. Например, у& взрослых мышей микроглия утилизирует тела погибших нейронов и& их& короткие отростки, в& то& время как переработкой длинных удаленных от& тела клетки отростков занимаются астроциты. При внутриутробном развитии микроглия одной из& первых попадает в& головной мозг: ее& обнаруживают там еще до& формирования гематоэнцефалического барьера, миелиновых оболочек и& созревания нейронов, и& она влияет на& все указанные процессы.

Самим клеткам микроглии тоже необходимо созреть. При созревании меняется активность ряда их& генов, что можно отследить при помощи эпигенетических маркеров и& транскриптомики (определения репертуара и& количества различных молекул РНК в& клетках). Известно, когда и& как это происходит у& мышей, но& об& изменениях микроглиальных клеток в& ходе внутриутробного развития человека известно меньше, и& масштабного системного анализа всех процессов до сих пор не& было.

Его провели нейробиологи из& Бельгии и& Нидерландов под руководством Барта Эггена (Bart Eggen) из& Университетского медицинского центра Гронингена. Они использовали образцы микроглии 23& человеческих плодов и получили транскриптомы& одиночных клеток& для 15782 элементов микроглии и& 781 клеток нервной системы, относившихся к& другим типам.

Схема исследования

L. Kracht et al. / Science, 2020

Исследователи проанализировали данные об& активности в& среднем 977 генов на& клетку и& зарегистрировали 22330 уникальных молекулярных меток, позволяющих выяснить, чем занимается данная клетка. Оказалось, что в& любой момент времени популяция микроглиальных клеток в& мозге плода неоднородна, и& исходя из& соотношения различных РНК в& клетке можно выделить семь основных стадий развития микроглии.

Сначала, ближе к& девятой неделе внутриутробного развития, элементы микроглии обладают в& первую очередь свойствами фагоцитов, то& есть способны поглощать другие клетки, их& части и& неклеточные объекты. Затем, ближе к& восемнадцатой неделе, они приобретают свойства зрелой микроглии, в& частности, способность к& презентации антигенов и& выделению ряда цитокинов& — то& есть тому, на& что обычно способны клетки иммунной системы.

Межполовых отличий в& созревании человеческой микроглии авторы не& нашли, хотя у& грызунов они есть. Одна из& причин, почему их& не& удалось выявить,& — неравное соотношение доли мужских и& женских эмбрионов. В& целом порядок изменений в& микроглиальных клетках человеческих плодов мало отличался от& такового для эмбрионов мышей. Также известно, что воспаление и& различные заболевания самок мышей в& первой половине беременности влияют на& экспрессию генов в& микроглии их& потомства. Играют роль и& микробиомы различных органов матерей. Вероятно, что те& же факторы на& соответствующих сроках беременности нарушают развитие микроглии и& у& человека.

Недавно другая группа исследователей из& Бельгии и& Великобритании показала, что у& мышей важную роль в& созревании клеток микроглии играют CD4 T-лимфоциты (они& же активируют микроглию в& обонятельных луковицах, таким образом мешая вирусам попасть в& головной мозг). Если их& во& время внутриутробного развития в& мозге не& окажется, то& микроглия останется в& состоянии, среднем между «младенческим» и& «взрослым», что приводит к& нарушениям поведения. Резидентные (то& есть в& норме не& перемещающиеся по& организму) CD69+& CD4 Т-клетки мозга присутствуют и& в& мозге здоровых людей, однако экспериментов, в& ходе которых определяли& бы их& влияние на& микроглию, не& проводили. Вполне вероятно, что оно есть — как и& в& случае мышей.

Светлана Ястребова



Source: https://nplus1.ru/news/2020/07/31/human-microglia-development

Комментарии