Новое исследование, проведенное учеными из Университета Гетеборга, создало первый всеобъемлющий транскрипционный атлас лейкоцитов менингеальных лейкоцитов новорожденных мышей в нормальных условиях и после перинатального повреждения головного мозга. Исследование подчеркивает важность мозговых оболочек для развития мозга и патологии.
Мозг является одним из самых сложных органов, и он контролирует основные функции в нашей жизни изо дня в день. Следовательно, любой вред или травма мозга может иметь длительные последствия и даже привести к летальному исходу. Мозг младенца даже более восприимчив, чем мозг взрослого, и это особенно характерно для недоношенных младенцев, учитывая тот факт, что их мозг все еще находится в стадии развития.
Мозговые оболочки окружают головной и спинной мозг центральной нервной системы (ЦНС), чтобы защитить нейрональные клетки от изменчивой среды кровотока, контролируя движения молекул и клеток между кровью и ЦНС. Эти барьеры также гарантируют, что ЦНС может находиться под наблюдением определенных иммунных клеток , в то же время ограничивая доступ полученных из крови иммунных клеток и молекул к определенным компартментам на границе ЦНС.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Genes & Development , исследователи использовали экспериментальную модель и представили подробный иммунный ландшафт менингеальной ткани на ранних стадиях развития как при физиологических, так и при патологических условиях.
Сяоян Ван, профессор кафедры акушерства и гинекологии Академии Сальгренска Гетеборгского университета: «Мы показали, что мозговые оболочки новорожденных содержат почти все известные типы иммунных клеток, а также новые подтипы иммунных клеток в развивающихся мозговых оболочках, которые мы охарактеризовали для первый раз."
Описано впервые
Вместе с первым автором Аурой Зелко, исследователем из той же группы, Сяоян Ван и другие авторы обнаружили, что среди семи основных популяций иммунных клеток в мозговых оболочках новорожденных два подтипа иммунных клеток - названные погранично-ассоциированные макрофаги и недавно определенные менингеальные клетки. микроглиеподобные клетки - могут участвовать в развитии мозга, функция, впервые описанная для этих менингеальных иммунных клеток.
Кроме того, они охарактеризовали потенциальную биологическую функцию всех популяций иммунных клеток, обнаруженных в мозговых оболочках новорожденных, посредством дальнейшего анализа экспрессии генов и других характеристик отдельных типов иммунных клеток.
По словам авторов, сильнейшей стороной исследования является то, что они также изучали патологический ранний иммунный клеточный ответ в мозговых оболочках новорожденных. Они продемонстрировали, что менингеальные иммунные клетки мышей участвуют в раннем иммунном ответе, который возникает не только у взрослых животных, но и в очень молодом возрасте, что эквивалентно недоношенным детям. Впервые это предложено в качестве возможного нового механизма иммунного ответа одного из первых воспалительных реакторов мозговых оболочек новорожденных, называемых нейтрофилами, после поражения головного мозга недоношенных.
Для получения этих результатов была использована модель гипоксически-ишемического повреждения мозга на мышах in vivo, которая имитирует недостаток кислорода в мозгу при рождении у новорожденных людей. Чтобы исследовать биологические функции и изменения каждого типа иммунных клеток после гипоксически-ишемического инсульта, было проведено секвенирование одноклеточной РНК, недавно разработанный метод, который позволяет изучать потенциальную биологическую функцию каждого типа клеток по отдельности.
Доктор Аура Зелко объясняет: «Используя этот подход, мы можем выявить потенциальные биологические функции иммунных клеток и идентифицировать пути, участвующие в изменениях между различными состояниями и подтипами. Одним из основных преимуществ этого метода является то, что данные, которые мы создали, являются общедоступными и поэтому представляют собой ценный ресурс для возможной интеграции и сравнения всех данных из разных возрастных групп. Это облегчит дальнейшее понимание этой важной ткани межмозгового барьера на разных стадиях развития и при различных патологических состояниях и значительно облегчит наше понимание функций мозга ".
Открывает новый проспект
Вместе с другими недавними статьями, в которых изучались менингеальные иммунные клетки в другом возрасте развития, текущая работа подчеркивает важность мозговых оболочек для развития мозга и патологии и может открыть новые возможности для выявления очень сложной функции мозга.
Более того, поскольку в мозговых оболочках отсутствует гематоэнцефалический барьер, основной барьер, который предотвращает неселективное проникновение растворенных веществ в циркулирующей крови во внеклеточную жидкость мозга, где находятся нейроны, иммунные клетки в мозговых оболочках могут быть легче терапевтически нацелены, чем иммунные клетки в самой ткани паренхимы головного мозга.
Понимание точной роли этих менингеальных иммунных клеток, сигналов, которые ими управляют, и того, как они способствуют повреждению головного мозга, таким образом, откроет совершенно новые возможности для разработки методов лечения неврологических заболеваний в разном возрасте развития.
«Открытие открывает новые возможности и предлагает критическую основу для лучшего понимания взаимодействия между мозгом и периферической иммунной системой для детей даже в очень раннем возрасте. Для дальнейшего изучения того, как менингеальные иммунные клетки способствуют раннему развитию мозга и патологии болезней, предоставит новые захватывающие возможности для определения привлекательных терапевтических целей для лечения заболеваний головного мозга у детей », - заключает Сяоян Ван.
