Трансплантация микроглии может защитить от возрастных патологий мозга

Микроглия – это макрофаги, обитающие в головном мозге, которые способствуют развитию, созреванию и сохранению центральной нервной системы. Роль микроглии постепенно проясняется в новейших исследованиях, которые показывают, что работа нейронов сильно зависит от неё. При этом известно, что мыши без генов, необходимых для функционирования микроглии, растут и развиваются нормально.

Этой проблеме посвящено исследование, опубликованное в журнале Neuron. Авторы исследования показали, что, хотя мыши могут нормально развиваться без микроглии, в пожилом возрасте состояние их мозга резко ухудшается. Ухудшение можно остановить, пересадив микроглию в мозг мышей, которые выросли без нее.

В исследовании участвовали генетически модифицированные мыши, у которых отсутствовала определенная часть гена, из-за чего микроглия не могла развиться в полной мере. Такие генетически модифицированные мыши развивались нормально и демонстрировали нормальные показатели в поведенческих тестах. Отчасти это связано с тем, что в их мозге сформировалось нормальное количество других клеток.

Авторы собрали клетки из мозга этих мышей и проследили экспрессию РНК у молодых, взрослых и пожилых мышей с микроглией и без нее, чтобы увидеть, как эта экспрессия меняется по мере старения мышей. По данным об экспрессии РНК можно судить о том, в каких белках нуждается клетка в данный момент, и сделать вывод о том, нормально функционирует клетка или нет.

Были также проведены другие тесты, включая сканирование мозга с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), чтобы выявить изменения в структуре мозга. Наконец, исследователи пересадили микроглию в мозг мышей, у которых ее не было.

Проведенные эксперименты показали: у молодых мышей, у которых отсутствовала микроглия, профили РНК большинства других клеток мозга были нормальными. Единственное исключение – олигодендроциты, у которых были едва заметные признаки аномальной активности.

Когда мыши без микроглии старели, у них все чаще возникали проблемы со здоровьем. Профили РНК олигодендроцитов становились все более аномальными, а другие клетки начинали проявлять признаки стресса, вырабатывая РНК, связанную с травмами, инфекциями и болезнями. Возрастное ухудшение также было заметно на МРТ, при этом у мышей без микроглии белое вещество со временем разрушалось быстрее. Кроме того, МРТ показала нарушение притока крови к таламусу и большие отложения кальция в таламических областях мозга пожилых мышей.

Подобные особенности можно также выявить и у людей: примерно у 30 % людей старше 60 лет наблюдается кальцификация головного мозга, в то время как уровень кальцификации у лиц моложе 40 лет близок к нулю. У людей с мутациями, вызывающими либо снижение количества микроглии, либо дисфункцию микроглии, кальцификация мозга развивается в молодом возрасте.

Когда мышам без микроглии пересаживали клетки микроглии, они старели без патологических изменений в мозге. Это означает, что микроглия играет важную роль в поддержании белого вещества мозга и кровотока в пожилом возрасте, особенно в таламусе.

Вероятно, микроглия не играет решающей роли в развитии мозга, но она важна для поддержания нормального функционирования в пожилом возрасте. В будущем могут быть разработаны методы предотвращения возрастной дегенерации, основанные на пересадке микроглии.

Перевод: Филиппов Д. С.

Источник: Munro DAD, Bestard-Cuche N, McQuaid C, et al. Microglia protect against age-associated brain pathologies. Neuron. 2024 Jun 17:S0896-6273(24)00365-9