特化免疫细胞在胚胎大脑中定植的替代途径为对抗胎儿大脑功能障碍提供了新的途径

【字体: 时间:2023年04月13日 来源:AAAS

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  在胚胎发育阶段,研究人员以前认为红髓细胞分裂成小胶质细胞或巨噬细胞,这是大脑中的两种免疫细胞。然而,日本名古屋大学的一项研究表明,巨噬细胞可以在发育的后期进入大脑原基,并转化为小胶质细胞。这些发现为对抗胎儿大脑功能障碍等疾病提供了一种新的方法。

  
   

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视频:研究人员发现,脑室内巨噬细胞在定植到大脑后,可以进入脑壁,并在那里转化为小胶质细胞。

图片来源:Yuki Hattori(名古屋大学医学院解剖与细胞生物学系)

来自日本名古屋大学医学研究生院的一个团队发现了关于小胶质细胞(大脑中的常驻免疫细胞)在胚胎发育阶段如何在大脑中定居的新信息。尽管红细胞祖细胞(EMPs)以前被认为可以分裂成小胶质细胞或巨噬细胞,但研究小组发现,进入大脑原基的巨噬细胞——大脑最早可识别的发育阶段——可以在发育的后期变成小胶质细胞。这些发现证明了这些细胞的可塑性,并提出了一种新的方法来对抗由小胶质细胞失衡影响的疾病,如胎儿大脑功能障碍。他们的研究发表在《细胞报告》上。

除了神经谱系细胞,大脑还包含其他类型的细胞,如免疫细胞和血管细胞。这些不同的细胞共同工作以维持最佳的大脑功能。在大脑的免疫细胞中,小胶质细胞对维持中枢神经系统的健康和功能很重要。

在胚胎发育过程中,EMPs分化为多种细胞类型,包括巨噬细胞和小胶质细胞。先前有报道称,EMPs分离成这两种细胞类型通常发生在胚胎发育早期的卵黄囊中。

使用新建立的活体成像系统和细胞跟踪方法,由Yuki Hattori讲师(她/她)和Takaki Miyata教授在解剖和细胞生物学系的研究;Hiroaki Wake教授,Daisuke Kato讲师,解剖与分子细胞生物学系;和名古屋大学医学院功能解剖学和神经科学系的Hiroyuki Konishi副教授,与冈山大学、九州大学和弗莱堡大学合作,证明了大脑小胶质细胞不仅在发育早期来源于卵黄囊EMPs,而且在大脑发育后期通过巨噬细胞转化而提供。

一种被称为脑室内CD206+巨噬细胞的巨噬细胞,沿着脑壁的内表面被发现,在胚胎发育期间经常进入一个被称为pallium的大脑区域。随后,这些浸润的巨噬细胞在大脑中对周围环境因素的反应中分化为小胶质细胞。服部博士称这是大脑中为一些微胶质细胞群提供营养的“额外途径”。

为了证实他们的发现,研究人员将巨噬细胞移植到脑室中。令人惊讶的是,脑室内靠近脑壁的细胞保留了它们的巨噬细胞特性,而位于脑皮层的细胞则获得了小胶质细胞的特性。

Hattori说:“我们的发现揭示了一种可能性,即小胶质细胞定植路径的差异或进入大脑皮层部分的时间可能是小胶质细胞特征多样性的原因之一。”“至少有几种微胶质细胞可以通过它们在大脑中的定植路线来区分。尽管大脑中的大多数小胶质细胞在非常早期的阶段作为小胶质细胞在大脑中定植,但大约六分之一的小胶质细胞后来来自巨噬细胞。”

“我们的发现为胎儿大脑功能障碍等问题提供了潜在的解决方案,”她继续说道。“最近,几项研究报告称,怀孕期间母体炎症增加与后代发育后期出现心理脑缺陷有关。了解小胶质细胞在生理阶段的行为对于研究它们在炎症状态下的异常非常重要,并将有助于建立一个独特的预防和治疗平台。”

文章标题

CD206+ macrophages transventricularly infiltrate the early embryonic cerebral wall to differentiate into microglia

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