Nat Neurosci：不测!小胶质细胞在年夜脑中始终在挪动，竟可阻止神经元的适度沉闷

2020年12月17日讯/BIOON/---作为年夜脑免疫体系的紧张构成部门，称为小胶质细胞的免疫细胞不时地从它们的细胞体（cell body）上伸展和缩回“分支”，以察看四周情况。想象一下章鱼，不挪动身材，却把触角伸向各个偏向。这便是小胶质细胞的运作方式。在一个小时的光阴里，每个细胞都将笼罩其四周的整个三维空间。然后，所有又会从新开端。

这种间断而疾速的监督是年夜脑中小胶质细胞独占的特征。它无时无刻不在你的年夜脑中产生，不管有没有疾病存在，也不管你是醒着照样睡着。小胶质细胞还可以迅速将其分支领导向年夜脑中的毁伤部位。恒久以来的实际以为，小胶质细胞进行这种监督，是为了感知沾染性病原体的入侵或感知创伤。

美国格拉斯通研讨所高级研讨员Katerina Akassoglou博士说，“这对我来说历来没有意义。为什么一个细胞要为一些能够永远不会产生的事情破费这么多能量？我始终以为，小胶质细胞始终在挪动一定有另一个起因，这很能够与年夜脑的正常功效无关。”现实证实，Akassoglou是对的。

图片来自Nature Neuroscience, 2020, doi:10.1038/s41593-020-00756-7。 在一项新的研讨中，Akassoglou及其团队发现小胶质细胞的监督有助于阻止年夜脑中的癫痫运动，或许说适度兴奋性（hyperexcitability）。鉴于适度兴奋性是包含阿尔茨海默病、癫痫和自闭症在内的许多神经体系疾病的一种独特的特征，这些发现能够为这些疾病开发新的医治路径。相关研讨成果于2020年12月14日在线颁发在Nature Neuroscience期刊上，论文题目为“Microglial Gi-dependent dynamics regulate brain network hyperexcitability”。

阻止适度沉闷的年夜脑

Akassoglou从她的迷信生涯开端就对年夜脑的后天免疫体系感趣味。她第一次在显微镜下察看到小胶质细胞监测是在2003年她做博士后的时分，在附近的试验室发现了这一征象。她立时认识到，要相识这些细胞，她必需找到一种办法来“解冻”它们的活动。

Akassoglou说，“这提及来容易做起来难---花了10多年光阴才弄分明若何阻止它们挪动。有一些办法可以杀死这些细胞，但随后它们消逝了，你无奈研讨它们的活动。要找到一种既能让它们在世，又能阻止它们查询拜访年夜脑的办法，这长短常具备挑战性的。”

她和她的团队构建出第一种小鼠模子，在这种模子中，可以阻断小胶质细胞监督年夜脑的进程。这些细胞仍旧在世，但它们不克不及再伸展和缩回它们的分支。接上去，这个研讨名目的目的只是察看会产生什么。

Akassoglou说，“这纯洁是由猎奇心驱动的。咱们只是想晓得，为什么这些细胞始终在挪动，要是它们结束，年夜脑会产生什么？”

后来，仿佛什么都没有产生，“被解冻”的小胶质细胞显得很正常。直到有一天，论文独特第一作者、Akassoglou 试验室前博士后学者Victoria Rafalski博士不测地察看到一只小鼠的年夜脑呈现了适度兴奋性。

Rafalski博士说，“这时咱们才认识到，在小胶质细胞不克不及正常任务的环境下，小鼠呈现了自发的癫痫发生发火。这是咱们第一次标明，这些细胞的监督能够会克制癫痫运动。这也给了咱们一个提示，为什么它们必要不时挪动---克制癫痫发生发火能够是年夜脑中继续不时的必要。”

为了进一步骤查，Akassoglou团队依靠显微镜和图像阐发的最新技术提高。他们将这些办法联合起来，开辟出本人的办法来察看活体年夜脑中小胶质细胞和沉闷神经元之间的互相作用，就像小鼠在轮子上奔驰，同时挠它们的髯毛一样。

他们发现，小胶质细胞并不是随意伸展本人的分支。相反，小胶质细胞次要是一个接一个地向沉闷的神经元伸展，而对非沉闷的神经元存眷较少。紧张的是，他们注意到，当小胶质细胞打仗到一个沉闷的神经元时，该神经元的运动不会进一步添加。

论文独特第一作者、Akassoglou试验室前研讨员Mario Merlini解释说，“小胶质细胞仿佛能感知到哪个神经元行将变得过于沉闷，并通过与它打仗来节制它，从而阻止该神经元的运动降级。相反，在咱们的小鼠模子中，小胶质细胞的活动被解冻，咱们发现邻近神经元的运动不时添加，有点像一种恒温器坏了的加热器。这改动了咱们对年夜脑中神经元运动若何调理的思考。小胶质细胞不是一个开关，而是年夜脑的恒温器，节制神经元的适度运动。”

这些发现有助于Akassoglou团队发现小胶质细胞监测的心理作用；小胶质细胞在通过阻止神经元适度沉闷或适度兴奋将它们的运动维持在正常范畴内的进程中起着至关紧张的作用。

论文独特作者、格拉斯通研讨所副研讨员Jorge Palop博士说，“在癫痫患者和患上其他更能够产生癫痫的疾病（比方阿尔茨海默病和自闭症）的患者中，可以察看到神经网络的适度兴奋性。适度沉闷的年夜脑会招致年夜量神经元同时激活（或变得沉闷），这一进程被称为超同步（hypersynchrony），能够招致自发性癫痫发生发火。咱们的研讨能够为干涉快乐奋性疾病提供一种新的办法。”