Исследователи из Центральной больницы штата Массачусетс при помощи нового метода секвенирования определили группу генов, используемых иммунными клетками мозга. Данные клетки называются микроглиями, они распознают патогенные микроорганизмы, токсины или поврежденные клетки, требующие иммунного ответа. Идентификация данных генов должна определить роль микроглий в головном мозге здоровых людей, и людей с нейродегенеративными расстройствами, и облегчить разработку новых способов защиты от повреждений, вызванных заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Исследование, которое было опубликовано онлайн в Nature Neuroscience, показало, что защитная активность микроглий проявляется с возрастом, в отличие от токсичности, о которой говорилось в некоторые предыдущих исследованиях.
«Мы впервые смогли определить набор генов микроглии, которые могут чувствовать микроглиальную среду», — говорит старший автор исследования Джозеф Эль Хури, доктор медицинских наук из Центра иммунологии и воспалительных заболеваний и отделения инфекционных заболеваний Центральной больницы штата Массачусетс, — «При заболеваниях центральной нервной системы, определение этих генов позволит нам воздействовать на них с помощью методов повышения или подавления их экспрессии».
Микроглии — это макрофаги, которые постоянно проверяют клеточную среду на присутствие инфекции, воспаления, повреждения или мертвых клеток.
В зависимости от ситуации, микроглии могут проявлять защитную активность, поглощая патогенные микроорганизмы, токсины или поврежденные клетки, или могут выделять токсичные вещества, которые непосредственно уничтожают микробы или инфицированные клетки мозга. Так как эта нейротоксическая реакция может также повредить здоровые клетки, регуляция данного процесса имеет важное значение, и чрезмерная нейротоксичность, как известно, способствует повреждениям, приводящим к развитию некоторых нейродегенеративных расстройств.
Команда Эль Хури приступила к определению транскриптома (полного набора молекул РНК) микроглий, взятых у здоровых, взрослых мышей и сравнили их профиль экспрессии с профилем экспрессии макрофагов из периферических тканей одного и того же животного и тканями головного мозга. Используя технологию прямого секвенирования последовательности РНК, которая является наиболее точным методом, они определили набор генов, вырабатываемых микроглиями и измерили уровень их экспрессии. Авторы отмечают, что им впервые удалось сделать «снимок» такой экспрессии генов клеток головного мозга млекопитающего.
Поскольку старение изменяет экспрессию генов головного мозга, исследователи сравнили клеточную среду молодых, взрослых и старых мышей.
Они обнаружили, что экспрессия генов, вовлеченных в потенциальное нейротоксическое действие, которое ассоциировалось с разрушением нейронов, подавлялась у животных в возрасте, а экспрессия нейропротекторных генов, участвующих в уничтожении патогенов, наоборот увеличивалась. Эль Хури отмечает, что более ранние исследования, которые связывали повышенную нейротоксичность со старением, не изучали полный профиль экспрессии и часто проводились на культивируемых клетках, а не на живых животных.
«Определение среды микроглий позволит нам четко понять, как они взаимодействуют и как реагируют на окружающую среду в нормальных условиях», — объясняет он. «Следующим шагом будет их изучение в условиях патологии. Мы знаем, что микроглии более нейротоксичны при болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваниях, а недавние исследования выявили два гена микроглий, которые влияют на риск развития болезни Альцгеймера. Нашим следующим шагом должно быть определение микроглий и других клеток главного мозга человека, их влияния на изменения в центральной нервной системе и методы лечения таких изменений».
Источник: sciencedaily.com