Klassifizierung Gehirn mikroglia: Welche sind gut und welche sind schlecht?

Klassifizierung Gehirn mikroglia: Welche sind gut und welche sind schlecht?

Mikroglia sind bekannt, wichtig für Gehirn-Funktion. Die Immunzellen gefunden wurden, um zu schützen das Gehirn vor Verletzungen und Infektionen und sind entscheidend bei der Entwicklung des Gehirns zu helfen, schaltungen verdrahten richtig. Sie scheinen auch eine Rolle zu spielen in der Krankheit zeigt sich zum Beispiel, um Gehirn-plaques bei Menschen mit Alzheimer-Krankheit.

Es stellt sich heraus, mikroglia sind nicht monolithisch. Sie kommen in verschiedenen Geschmacksrichtungen, und im Gegensatz das Gehirn die Nervenzellen, Sie sind immer im Wandel. Tim Hammond, Ph. D., ein Neurowissenschaftler in der Stevens-Labor bei Boston Children ‚ s Hospital, zeigten, dass dies in einer ambitionierten Studie, vielleicht die umfassendste Umfrage der mikroglia, die jemals durchgeführt. In der vergangenen Woche veröffentlichten Immunität, die Ergebnisse eröffnen ein neues Kapitel im Gehirn exploration.

„Bis jetzt hatten wir nicht eine gute Möglichkeit der Klassifizierung von mikroglia,“ Hammond sagt. „Wir konnten nur sagen, wie verzweigt Sie sehen, wie dicht Sie schauen unter dem Mikroskop. Wir wollten eine Vorstellung davon bekommen, was mikroglia waren, Taten Sie, und ‚denken.'“

Lauschangriffe auf mikroglia im Laufe der Zeit

Angefangen mit Mäusen, Hammond und seine Kollegen sequenzierten RNA aus mehr als 76,000 einzelnen mikroglia zu sehen, welche Gene wurden ein-oder ausgeschaltet, mit einer Technik bekannt als Drop-seq, entwickelt in McCarroll ‚ s lab. Die Zellen wurden Stichprobe aus allen über das Gehirn und den ganzen Tieren Lebensdauer (beginnend vor der Geburt), als auch nach akuter Hirnschädigung.

Die genetische „Signaturen“ erlaubt Hammond zu klassifizieren, die mikroglia in mindestens neun verschiedene Gruppen, darunter auch einige Arten nie in der Vergangenheit erkannt. Einige Arten erschienen fast ausschließlich in der embryonalen oder Neugeborenen Stufen, andere nur nach Verletzungen.

Hammond und Kollegen profiling 76,149 Zellen aus Maus-Gehirn identifiziert neun mikroglia-Cluster, hier dargestellt im zwei-dimensionalen Raum. Credit: Timothy Hammond / Boston Children ‚ s Hospital

„Die Unterschriften auch sagen, als etwas über das, was diese Zellen tun,“ stellt er fest. „Wenn wir sehen, mikroglia bei Krankheit, zum Beispiel, können wir beginnen Sie zu analysieren: Sind Sie ein Beitrag, um die Krankheit, oder sind Sie versucht, das Gehirn reparieren? Wir denken, dies wird Ihnen helfen entdecken Sie neue und interessante Rollen für mikroglia, die nicht bekannt vor.“

Zuordnung der mikroglia

Hammond ging dann einen Schritt weiter. Er überzog die Einstufungen auf einer Karte des Gehirns, um zu sehen, wie die verschiedenen Sorten von mikroglia wurden räumlich verteilt sind.

Dies ergab einige interessante Muster. Eine Gruppe der mikroglia, zum Beispiel (Gruppe 4 in der schematischen Darstellung oben), eher cluster in der Nähe des Gehirns der sich entwickelnden weißen Substanz. Dieses schlägt vor, dass Sie beteiligt sein könnten, die in myelination, in die Nerven-Fasern eine Schicht von Isolation um Ihnen zu helfen, Signale über längere Strecken.

„Wir sehen nicht die mikroglia zu jeder anderen Zeit Punkt oder Bereich des Gehirns“, sagt Hammond. „Wir denken, dass Sie wichtig sein könnten, wie die weiße Substanz entwickelt, und wie Axone eine Verbindung zu verschiedenen teilen des Gehirns.“

Diese pränatalen Gehirn der Maus zeigt die Verteilung der mikroglia (von Links nach rechts, die hindbrain, mittelhirn, Cortex und neocortex). Die gelbe mikroglia tragen Marker, der anzeigt, dass Sie gehören zu den einzigartigen Populationen nicht in der Vergangenheit erkannt. Credit: Timothy Hammond / Boston Children ‚ s Hospital

In Krankheit und In Gesundheit

Eine weitere kleine, aber wichtige microglial Bevölkerung (Gruppe 8 im Schaltplan) kam, um Licht in die Krankheit einstellen. Das team fand es zuerst in einem Maus-Modell imitiert die multiple Sklerose, die mit einem Verlust von myelination, und später in Hirngewebe von Patienten mit MS.

„Diese mikroglia sind sehr entzündliche verglichen mit normalen mikroglia“, sagt Hammond. „Es könnte eine pathologische Untergruppe, die wir normalerweise nicht sehen würde, sondern weil wir sequenzierten so viele mikroglia waren wir in der Lage, zu erkennen, diese kleine Bevölkerung.“

Insgesamt mikroglia wurden verschiedenste früh in der Entwicklung des Gehirns, das Gehirn im Alter und bei Krankheit. Die Forscher denken, dass diese einzelnen Gruppen können Aufschluss darüber, was die Zellen tun, und was lokale cues Sie reagieren.

Regie Therapie?

All diese Informationen sollten den Wissenschaftlern helfen, Sortieren die „guten“ von den „bösen“, wenn es um mikroglia, insbesondere in sogenannten aktivierten mikrogliazellen erscheinen des Gehirns nach Verletzungen und bei Erkrankungen wie Autismus und Alzheimer-Krankheit. Dies könnte helfen, leiten Sie die Entwicklung von Medikamenten zu fördern, die positiven mikroglia Teilmengen und blockieren die schädlichen diejenigen.