Микроглия защищает клетки мозга от перевозбуждения

Макрофагоподобные клетки микроглии исследуют окружающее пространство при помощи подвижных отростков, вытягивая их каждый раз в новом направлении. Ранее считалось, что микроглия обеспечивает иммунитет ЦНС, обнаруживая возникшие повреждения и инфекции. Однако оставался вопрос о том, почему клетки микроглии тратят так много энергии на поиск поломки, которая может никогда не произойти. Авторы новой работы, опубликованной в Nature Neuroscience, исследовали возможную роль микроглии в нормальной физиологии мозга.

Для того, чтобы понять, к каким изменениям может привести дисфункция микроглии, ученые получили мутантную линию мышей, клетки микроглии которых были неспособны вытягивать отростки, а следовательно, изучать окружающее пространство и взаимодействовать с соседними нейронами. Основываясь на предыдущих исследованиях, ученые предположили, что подвижность клеток микроглии зависит от активности рецепторов, сопряженных с G-белком (GPCR). С помощью рекомбинации Cre-lox они получили мышей, экспрессирующих каталитическую субъединицу токсина коклюша, которая ингибирует GPCR-сигналинг. Потеря способности микроглии мутантных мышей к «наблюдению» была подтверждена с помощью двухфотонной покадровой микроскопии in vivo. Результатом дисфункции клеток микроглии стало возникновение спонтанных припадков у модельных мышей.

Далее исследователи, используя микроскопические методы, наблюдали за мобильностью клеток микроглии у нормальных мышей, помещенных в крутящееся колесо. Оказалось, что клетки микроглии выпускают отростки не в произвольном направлении, а в сторону активных нейронов, связанных с выполнением физических упражнений. Ученые предположили, что микроглия регулирует активность нейронов, таким образом, проблемы с микроглией приводят к гиперактивности нейронов, а в дальнейшем к возникновению припадков.

Данные о неизвестной ранее функции микроглии, описанной в исселедовании, могут быть использованы при разработке терапии заболеваний, связанных с судорожными припадками, таких как эпилепсия и болезнь Альцгеймера.