《Neuron》期刊在線發表一篇題為TDP-43 Depletion in Microglia Promotes Amyloid Clearance but Also Induces Synapse Loss的文章,揭示大腦中的清道夫小膠質細胞存在一個令人意外的功能。來自於蘇黎世大學的研究團隊首次發現,當功能紊亂,小膠質細胞清除-澱粉樣蛋白的同時,還會過度吞噬神經突觸。這一作用會導致阿爾茲海默症
《Neuron》期刊在線發表一篇題為“TDP-43 Depletion in Microglia Promotes Amyloid Clearance but Also Induces Synapse Loss”的文章,揭示大腦中的“清道夫”——小膠質細胞存在一個令人意外的功能。來自於蘇黎世大學的研究團隊首次發現,當功能紊亂,小膠質細胞清除β-澱粉樣蛋白的同時,還會過度吞噬神經突觸。這一作用會導致阿爾茲海默症等神經衰退性疾病發生、惡化。
小膠質細胞是神經膠質細胞的一種,類似於吞噬細胞,是中樞神經係統的第一道也是最主要的免疫防線,負責清除受損的神經細胞、毒性蛋白等有害物質。
但是,現在,這一“清道夫”卻被證實,當其不表達TDP-43蛋白時,除了清除阿爾茲海默症主要的病變蛋白——β-澱粉樣蛋白病斑之外,還會吞噬突觸。突觸缺失過多會加快神經衰退性疾病的發展。
小膠質細胞“貪吃”,破壞大腦突觸
小膠質細胞通過清除多餘的突觸或者毒性蛋白質沉澱,保護神經元的正常功能。但是,最新研究卻發現,這類細胞卻是導致阿爾茲海默症突觸缺失的“元凶”。
當研究團隊以小膠質細胞為目標,檢測阿爾茲海默症致病基因功能時,他們發現如果沉默細胞內表達TDP-43蛋白的基因,這類細胞會高效清除β-澱粉樣蛋白。研究團隊進一步以癡呆小鼠為模型,抑製其大腦小膠質細胞中TDP-43蛋白表達後,再一次證實小膠質細胞能夠有效清除β-澱粉樣蛋白。這意味著,TDP-43蛋白的缺乏會增強小膠質細胞的吞噬作用。
但是讓人意外的是,小鼠大腦中澱粉樣蛋白病斑被清除的同時,突觸也顯著減少了。而且,即便小鼠並未產生澱粉樣蛋白,其突觸也同樣被明顯清除。這表明,小膠質細胞的吞噬能力過度活躍,會導致大腦突觸缺失。
TDP-43蛋白調節小膠質細胞活性
以上研究成果表明,對於神經衰退性疾病而言,小膠質細胞的作用一直以來被低估了。除了通過炎症反應、釋放神經毒性分子影響疾病發展之外,它們還可能積極誘導神經係統衰退。
研究人員推測,伴隨著機體衰老,功能失調的小膠質細胞可能會表現出異常的吞噬活性。“衰老過程中,營養缺乏或者饑餓等情況會增強小膠質細胞的吞噬活性,這可能會導致突觸喪失。” Lawrence Rajendran推測道。
為什麼很多致力於清除β-澱粉樣蛋白的臨床試驗失敗?阿爾茲海默症患者的認知能力並沒有得到改善?研究團隊認為,這很有可能與小膠質細胞功能紊亂有關,它或許是引發治療失敗的重要原因。
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