中枢神经系统在新的研究中被重新定义
科学家们发现小胶质细胞实际上是通过脊髓边界挤入外周神经系统,以应对损伤。
在中枢神经系统(CNS)负责大脑和脊髓的区域,有一种细胞(称为小胶质细胞)专门负责清理细胞碎片。还有一种与小胶质细胞类似的巨噬细胞,在中枢神经系统外的外周神经系统(PNS)发挥类似的作用,该区域包含大部分的感觉和运动神经。
长期以来,科学家们一直认为小胶质细胞仅限于中枢神经系统,可以这么说,在受伤的情况下,这两个细胞会清理自己负责的区域。
《公共科学图书馆生物学》发表的一个新研究中,圣母大学的科学家发现,小胶质细胞实际上是通过脊髓边界挤入外周神经系统,以应对损伤。这个令人惊讶的结果可能在神经系统疾病领域产生广泛的影响,同时也为这两个系统的研究打开了一扇全新的大门。
“小胶质细胞被定义为中枢神经系统细胞。因此,如果他们出人意料地被发现存在于外周神经系统中,这会引发一系列新的问题。”伊丽莎白加拉格尔圣母院生物科学助理兼任该大学干细胞和再生医学中心的教授科迪·J·史密斯(Cody J. Smith)如是说,“有研究表明,在不同的疾病状态下,外周巨噬细胞可以进入中枢神经系统,但我们肯定不知道或者说不希望中枢神经系统细胞交叉,因为几乎没有文献表明这是可能的。”Smith与目前正在圣母院学习生物学的Lauren Green共同撰写了这项研究。
在这项研究中,史密斯和他的团队模拟了斑马鱼臂丛损伤,观察了小胶质细胞和巨噬细胞的反应。臂丛损伤发生在中枢神经系统和外周神经系统的交集处,影响连接大脑、脊髓到肩膀、手臂和手的神经。根据美国国立卫生研究院的数据,每1000个新生儿中就有1到3个会发生臂丛神经损伤。
史密斯说,一旦进入外周神经系统,小胶质细胞就开始清除受伤处的细胞碎片,但它们会带着这些碎片回到中枢神经系统,并可能将其直接带到大脑。
研究还表明,小胶质细胞在返回中枢神经系统后变异状态使得这项研究的结果特别关注损伤后的发展和功能的研究。
史密斯说,变异的小胶质细胞广泛存在于许多神经退行性疾病中,并与自闭症谱系障碍有关。
在疾病中,变异后的小胶质细胞可以清除大脑中过多的细胞物质,包括它们平时不会清除的物质。如果小胶质细胞发生变异,则可能导致神经性疼痛、神经失调或类似状态,因为细胞正在清除或已经清除了神经系统正常运转所必需的细胞物质。
史密斯说:“人们从来没有想到这些细胞会离开中枢神经系统,因此在中枢神经系统和外周神经系统疾病和功能方面,对小胶质细胞的研究很少。”当他们在进入PNS后继而进入大脑又会发生什么?他们还能做什么?我们的研究显示,这些细胞的全部功能并不仅仅局限于中枢神经系统。它会带来许多比答案更令人兴奋的问题。”
这项研究是由印第安娜州卫生部脊髓和脑损伤基金会、艾尔弗雷德·P·斯隆基金会和干细胞及再生医学中心赞助。
(来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190404161007.htm)