Gehirne enthalten eine Vielzahl von Zellen des Immunsystems, die eine wichtige Rolle für die Funktion des Gehirns. Ein team unter der Leitung von Prof. Kiavash Movahedi (VIB Zentrum für entzündungsforschung an VUB) entwickelt hat, eine umfassende Zelle-atlas des Gehirns, immun-Fach. Dies offenbart nicht nur die auffallende Vielfalt von Gehirn und Makrophagen, aber auch aufgedeckt mikroglia, wo Sie nicht erwartet wurden. Bemerkenswert ist, dass diese bisher unbekannte mikroglia zeigte eine deutliche ähnlichkeit zu mikrogliazellen, sind in der Regel verbunden mit neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit. Die neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis der Rolle von Makrophagen im gesunden Gehirn Physiologie und zukünftig für die Entwicklung von Therapien für neurodegenerative Erkrankungen.
Makrophagen im Gehirn entdeckt wurden Sie erst vor 100 Jahren durch die spanischen Wissenschaftler Pío del Río-Hortega. Die meisten Gehirn-Makrophagen sind bekannt als microglia. Diese Zellen stehen in engem Kontakt mit Neuronen und sind entscheidend für die richtige Entwicklung und das funktionieren des Gehirns. Aber jenseits der mikroglia, Gehirn Haus mehrere andere Arten von Makrophagen, viele davon sind relativ unbekannt.
Prof. Kiavash Movahedi (VIB Zentrum für entzündungsforschung, VUB), sagte, „Während die mikroglia sind relativ gut untersucht, andere Gehirn-Makrophagen blieb Recht geheimnisvoll. Wir wollten, um zu erhalten ein besseres Verständnis dieser Zellen, wie wir glauben, Sie könnten entscheidend sein für die Regulierung der Gehirn-Entzündung und Immunität.“
Mapping-gen-expression in Tausende von Zellen
Zu offenbaren die Heterogenität der Makrophagen in verschiedenen Regionen des Gehirns, die Forscher stützte sich auf eine Methode für die Analyse der gen-expression von tausenden von einzelnen Zellen. Insgesamt haben die Forscher analysierten mehr als 60.000 einzelne Zellen, die Ihren Ursprung von gesunden Maus-Gehirne, die eine Alzheimer-Maus-Modell, und von Mäusen mit eine wichtige genetische mutation, die Auswirkungen auf Ihr Immunsystem.
„Das Aufkommen von single-cell-RNA-Sequenzierung Technologien gebracht hat, die Biologie auf die nächste Ebene. Wir hatten das Glück, in enger Zusammenarbeit mit der Gruppe von prof. Yvan Saeys (VIB-UGent Zentrum für entzündungsforschung) und seinem Experten-bio-Informatiker, wie die richtige Analyse dieser Art von big data ist nicht trivial“, erklärt Movahedi.
Die Bekämpfung der Alzheimer-Krankheit durch die Kontrolle Gehirnzellen?
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass das auftreten von Gehirn-Makrophagen können stark variieren, je nach Ihren anatomischen Nische, was darauf hindeutet, dass Sie erfüllen eine Vielzahl von Funktionen“, sagt Hannah Van Hove, Ph. D.-Studentin und erstautorin der Studie. Eine unerwartete Erkenntnis war die Anwesenheit von mikroglia, die festhielten, bis an die Grenzen des choroid plexus, ein Netzwerk von Zellen, die in direktem Kontakt mit dem Liquor. Diese choroid plexus mikroglia zeigten eine ähnliche Aktivierung Staat als mikroglia, die in Kontakt kommen mit giftigen amyloid-Ablagerungen, ein typisches Merkmal der Alzheimer-Krankheit.
„Die Herausforderung besteht nun darin, die zur Aufklärung der Funktionen dieser neuen Klasse von mikroglia zu verstehen und wie diese bezieht sich auf die microglial-Antworten beobachtet, die während der neurodegeneration“, erklärt prof. Jo Van Ginderachter (VIB Zentrum für entzündungsforschung, VUB), ein weiterer Makrophagen-Experte in der Studie beteiligt. Die Forscher wollen nun entdecken Sie die Signale und Umweltfaktoren zugrunde, dass das auftreten der verschiedenen Formen von Hirn-Makrophagen. Dabei hoffen Sie zu finden, Strategien für die Steuerung Ihrer Funktionen. Movahedi: „Es ist zunehmend klar, dass die Entzündung spielt eine zentrale Rolle bei vielen neurologischen Erkrankungen, insbesondere die Alzheimer-Krankheit. Wir denken, dass das verstehen, die ins und outs der Gehirn-Makrophagen kann ein Schlüssel dafür sein, endlich die Suche nach Behandlungsmöglichkeiten für diese Krankheiten.“