Vi tiểu thần kinh đệm và miễn dịch bẩm sinh

Vi tiểu thần kinh đệm là các tế bào miễn dịch bẩm sinh thường trú của hệ thần kinh trung ương. Bắt nguồn từ các tiền thân tủy xương sớm, chúng cư trú trong não và tủy sống, đóng vai trò là cảm biến chính của nhu mô đối với tổn thương, nhiễm trùng và các rối loạn cân bằng nội môi. Thông qua sự giám sát liên tục và các phản ứng nhanh chóng, có mục tiêu, chúng tích hợp chức năng miễn dịch với việc duy trì và tái cấu trúc mô thần kinh.

Definition

Vi tiểu thần kinh đệm là các thực bào đơn nhân thường trú của hệ thần kinh trung ương thực hiện giám sát miễn dịch bẩm sinh, phản ứng với các tín hiệu phân tử gây tổn thương hoặc nhiễm trùng, và góp phần vào cân bằng nội môi mô và tái cấu trúc thần kinh.

Scope

Chủ đề này bao gồm nguồn gốc và đặc điểm của vi tiểu thần kinh đệm, hành vi giám sát của chúng, các tín hiệu phân tử kích hoạt chúng, và vai trò kép của chúng như các yếu tố bảo vệ và các tác nhân tiềm năng gây tổn thương. Nó xem xét vi tiểu thần kinh đệm như một chủ đề tế bào trong khoa học thần kinh và miễn dịch thần kinh, không phải là một mục tiêu lâm sàng.

Core questions

• Vi tiểu thần kinh đệm giám sát não khỏe mạnh và phát hiện các nhiễu loạn như thế nào?
• Những tín hiệu phân tử nào làm chuyển vi tiểu thần kinh đệm từ trạng thái giám sát sang phản ứng tích cực?
• Các phản ứng của vi tiểu thần kinh đệm trở nên bảo vệ hay có hại như thế nào?
• Nguồn gốc và đặc điểm của vi tiểu thần kinh đệm khác với đại thực bào ngoại vi như thế nào?

Key concepts

• Tế bào miễn dịch bẩm sinh thường trú của hệ thần kinh trung ương
• Giám sát của vi tiểu thần kinh đệm
• Hóa ứng động qua trung gian ATP và purinergic
• Thụ thể nhận dạng mẫu
• Các trạng thái kích hoạt của vi tiểu thần kinh đệm
• Thực bào và loại bỏ mảnh vụn
• Nguồn gốc tủy xương từ túi noãn hoàng

Mechanisms

Ở trạng thái nghỉ, vi tiểu thần kinh đệm không bất động: các nhánh nhỏ của chúng liên tục vươn ra và co lại, lấy mẫu nhu mô xung quanh. Tổn thương cục bộ giải phóng các nucleotide như ATP, hoạt động thông qua các thụ thể purinergic, kéo các nhánh vi tiểu thần kinh đệm nhanh chóng về phía vị trí tổn thương. Các thụ thể nhận dạng mẫu và các thụ thể bề mặt khác cho phép vi tiểu thần kinh đệm phát hiện các phân tử liên quan đến mầm bệnh và tổn thương, kích hoạt thực bào, giải phóng cytokine và thay đổi trạng thái phiên mã. Những phản ứng này có thể loại bỏ mảnh vụn và mầm bệnh, hỗ trợ sửa chữa, nhưng sự kích hoạt kéo dài hoặc rối loạn có thể giải phóng các chất trung gian góp phần gây tổn thương thần kinh.

Clinical relevance

Rối loạn chức năng và kích hoạt mãn tính của vi tiểu thần kinh đệm có liên quan đến các tình trạng thoái hóa thần kinh và viêm thần kinh, và vi tiểu thần kinh đệm là một trọng tâm nghiên cứu chính về cơ chế bệnh và các liệu pháp tiềm năng. Mục này mô tả sinh học và cách thức tạo ra bằng chứng; nó mang tính giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

History

Vi tiểu thần kinh đệm lần đầu tiên được mô tả và đặt tên bởi Pio del Rio-Hortega vào đầu thế kỷ XX, người đã nhận ra chúng là một quần thể tế bào thần kinh đệm riêng biệt. Chức năng của chúng vẫn còn mơ hồ trong nhiều thập kỷ cho đến khi hình ảnh hai photon in vivo vào năm 2005 tiết lộ rằng vi tiểu thần kinh đệm ở trạng thái nghỉ là những tế bào giám sát có khả năng di chuyển cao và phản ứng trong vòng vài phút với tổn thương cục bộ thông qua tín hiệu purinergic. Các nghiên cứu truy tìm dòng dõi sau đó đã xác định nguồn gốc tủy xương riêng biệt của chúng, và chúng hiện là trung tâm của miễn dịch thần kinh.

Debates

Liệu các loại kích hoạt 'M1/M2' đơn giản có đủ không?

Các phản ứng của vi tiểu thần kinh đệm từng được mô tả bằng các nhãn tiền viêm và chống viêm nhị phân mượn từ sinh học đại thực bào, nhưng công trình phiên mã cho thấy các trạng thái phụ thuộc vào ngữ cảnh không khớp rõ ràng với hai loại, và lĩnh vực này đã chuyển sang các mô tả tinh tế hơn.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Vi tiểu thần kinh đệm có giống với các tế bào miễn dịch khác trong cơ thể không?

Vi tiểu thần kinh đệm là các đại thực bào mô chuyên biệt cho hệ thần kinh trung ương, nhưng chúng có nguồn gốc phát triển riêng biệt từ các tiền thân túi noãn hoàng và một đặc điểm phiên mã khác với đại thực bào và bạch cầu đơn nhân ngoại vi.

Vi tiểu thần kinh đệm 'nghỉ ngơi' có không hoạt động không?

Không. Hình ảnh in vivo cho thấy vi tiểu thần kinh đệm giám sát liên tục vươn ra và co lại các nhánh của chúng để theo dõi mô xung quanh, vì vậy nhãn nghỉ ngơi đề cập đến sự vắng mặt của kích hoạt rõ ràng, chứ không phải không hoạt động.