Микроглия и врожденный иммунитет

Микроглия — это резидентные клетки врожденного иммунитета центральной нервной системы. Происходя из ранних миелоидных предшественников, они заселяют головной и спинной мозг и служат основными сенсорами паренхимы при травмах, инфекциях и нарушениях гомеостаза. Благодаря постоянному наблюдению и быстрым, целенаправленным ответам, они интегрируют иммунную функцию с поддержанием и ремоделированием нервной ткани.

Definition

Микроглия — это резидентные мононуклеарные фагоциты центральной нервной системы, которые осуществляют врожденный иммунный надзор, реагируют на молекулярные сигналы повреждения или инфекции и способствуют тканевому гомеостазу и нейронному ремоделированию.

Scope

Эта тема охватывает происхождение и идентичность микроглии, ее наблюдательное поведение, молекулярные сигналы, запускающие ее активацию, и ее двойную роль как защитных эффекторов и потенциальных факторов повреждения. Она рассматривает микроглию как клеточную тему в нейробиологии и нейроиммунологии, а не как клиническую мишень.

Core questions

• Как микроглия исследует здоровый мозг и обнаруживает нарушения?
• Какие молекулярные сигналы переводят микроглию из состояния наблюдения в активные реакции?
• Как реакции микроглии становятся защитными или вредными?
• Чем происхождение и идентичность микроглии отличаются от периферических макрофагов?

Key concepts

• Резидентные клетки врожденного иммунитета ЦНС
• Наблюдение микроглии
• АТФ- и пуринергически-опосредованный хемотаксис
• Рецепторы распознавания образов
• Состояния активации микроглии
• Фагоцитоз и удаление клеточного мусора
• Миелоидное происхождение из желточного мешка

Mechanisms

В состоянии покоя микроглия не бездействует: ее тонкие отростки постоянно вытягиваются и втягиваются, исследуя окружающую паренхиму. Локальное повреждение высвобождает нуклеотиды, такие как АТФ, которые, действуя через пуринергические рецепторы, быстро притягивают микроглиальные отростки к месту повреждения. Рецепторы распознавания образов и другие поверхностные рецепторы позволяют микроглии обнаруживать патоген- и повреждение-ассоциированные молекулы, запуская фагоцитоз, высвобождение цитокинов и изменения в транскрипционном состоянии. Эти реакции могут очищать от мусора и патогенов и способствовать восстановлению, но устойчивая или дисрегулированная активация может высвобождать медиаторы, способствующие повреждению нейронов.

Clinical relevance

Дисфункция микроглии и хроническая активация связаны с нейродегенеративными и нейровоспалительными состояниями, и микроглия является основным объектом исследований механизмов заболеваний и потенциальных методов лечения. Эта статья описывает биологию и то, как генерируются доказательства; она носит образовательный характер и не является основой для индивидуальной диагностики или лечения.

History

Микроглия была впервые описана и названа Пио дель Рио-Ортегой в начале двадцатого века, который признал ее отдельной популяцией глии. Ее функция оставалась неясной в течение десятилетий, пока двухфотонная визуализация in vivo в 2005 году не показала, что покоящаяся микроглия является высокоподвижным наблюдателем и реагирует в течение нескольких минут на локальное повреждение через пуринергическую сигнализацию. Последующие исследования трассировки линий установили ее отчетливое миелоидное происхождение, и теперь она занимает центральное место в нейроиммунологии.

Debates

Достаточны ли простые категории активации «M1/M2»?

Реакции микроглии когда-то описывались бинарными про- и противовоспалительными метками, заимствованными из биологии макрофагов, но транскриптомные работы показывают контекстно-зависимые состояния, которые не укладываются четко в две категории, и область исследований перешла к более нюансированным описаниям.

Key figures

• Axel Nimmerjahn
• Wen-Biao Gan
• Marco Colonna
• Oleg Butovsky

Seminal works

• nimmerjahn-2005
• davalos-2005
• colonna-2017

Frequently asked questions

Является ли микроглия тем же, что и другие иммунные клетки в организме?

Микроглия — это тканевые макрофаги, специализированные для центральной нервной системы, но они имеют отличное от периферических макрофагов и моноцитов происхождение из предшественников желточного мешка и транскрипционную идентичность.

Является ли «покоящаяся» микроглия неактивной?

Нет. Визуализация in vivo показывает, что наблюдающая микроглия постоянно вытягивает и втягивает свои отростки для мониторинга окружающей ткани, поэтому термин «покоящаяся» относится к отсутствию явной активации, а не к бездействию.