Сосудистое сплетение: канал для пренатального воспаления?

Сосудистое сплетение: канал для пренатального воспаления?
Иммунные клетки (отмечены зеленым) на сосудистом сплетении мыши, кровеносные сосуды показаны красным. Предоставлено: Шипли и др., Neuron 2020, 10.1016/j.neuron.2020.08.024.

В жидкости глубоко в мозгу плавают маленькие, малоизученные ткани. Два новых исследования показывают, что эти миниатюрные органы являются очагом активности иммунной системы. Эта деятельность может защитить развивающийся мозг от инфекций и других травм, но также может способствовать расстройствам нервного развития, таким как аутизм.

«Существует корреляция между материнскими заболеваниями во время беременности и аутизмом, и мы хотели выяснить, как это происходит», — говорит Мария Лехтинен, доктор философии, нейробиолог из Бостонской детской больницы, руководившая обоими исследованиями. «Это очень сложный процесс для изучения в лаборатории».

Лаборатория Лехтинена, входящая в состав Детского отделения патологии Бостона, — одна из немногих в мире, которая занимается изучением сосудистого сплетения. Сосудистое сплетение, закрепленное в каждом из четырех каналов мозга, называемых желудочками, вырабатывает спинномозговую жидкость (CSF), которая омывает головной и спинной мозг. Лехтинен показал, что сосудистое сплетение регулирует развитие мозга, выделяя поучительные сигналы в спинномозговую жидкость, и обеспечивает защитный мозговой барьер в раннем возрасте, предотвращая беспрепятственное проникновение нежелательных клеток или молекул из кровотока в мозг.

Но что происходит, когда этот барьер преодолевается? Новая работа лаборатории предлагает беспрецедентный обзор сосудистого сплетения в режиме реального времени на модели мыши, давая представление о том, как нарушения иммунной системы матери во время беременности нарушают развивающийся мозг. Это показывает, что сосудистое сплетение может действовать как проводник для воспаления, которое может возникнуть в результате материнской инфекции, стресса со стороны окружающей среды и других факторов.

Окно на сосудистом сплетении

Поскольку сосудистое сплетение находится так глубоко в головном мозге, его обычно очень трудно увидеть. В первом исследовании, опубликованном в Neuron, были созданы специальные инструменты для визуализации, позволяющие зафиксировать действие клеток в сосудистом сплетении и вокруг него у взрослых мышей.

Под руководством доктора философии Фредерика Шипли, доктора философии Нила Дани, Лехтинена и Марка Андерманна, доктора философии, в Медицинском центре дьяконесса Бет Исраэль исследователи осторожно удалили часть кости черепа и вставили кусок прозрачного плексигласа, создающий «просвет» в мозгу. Используя живую двухфотонную визуализацию, которая обеспечивает трехмерное изображение глубоких тканей, они смогли наблюдать сосудистое сплетение в режиме реального времени. Они отслеживали движения иммунных клеток, отслеживали изменения в кальции (косвенный показатель клеточной активности) и измеряли секрецию клеток сосудистого сплетения.

Сосудистое сплетение, воспаление и развивающийся мозг

Во втором исследовании, опубликованном сегодня в Developmental Cell под руководством доктора философии Джин Цуй, применялись аналогичные методы для наблюдения за влиянием материнского воспаления на мозг эмбриональных мышей. Чтобы имитировать материнское воспаление, команда представила молекулярный мессенджер, известный как цитокин, который искусственно запускает воспалительный иммунный ответ в мозгу эмбрионов, затем осторожно поместил эмбрионы в камеру для визуализации и провела двухфотонную визуализацию их мозга через крошечный экран. просвет. «

«Мы хотели посмотреть, как материнский иммунный ответ распространяется в мозг и как сосудистое сплетение реагирует на внешние воздействия на раннем этапе развития», — говорит Цуй.

Сосудистое сплетение: канал для пренатального воспаления?
Стрелками показаны иммунные клетки (красные — макрофаги; зеленый — лейкоциты), собранные в «горячих точках» сосудистого сплетения, откуда они, по-видимому, попадают в спинномозговую жидкость. Предоставлено: Цзинь Цуй, доктор философии, Бостонская детская больница.

Имитация материнского воспаления была достаточной, чтобы привлечь иммунные клетки, известные как макрофаги, к сосудистому сплетению эмбриона. Изображения показали, что клетки проводят активное «наблюдение» за сосудистым сплетением даже на этой ранней эмбриональной стадии.

«Эмбриональный мозг очень мал, поэтому добиться хорошего разрешения сложно, но мы могли видеть, как макрофаги движутся и вытягивают маленькие ручки, как будто производят пробы окружающей среды», — говорит Лехтинен. «Это никогда не снималось раньше».

Признаки будущего аутизма?

Команда также обнаружила усиление воспалительных сигналов, особенно CCL2, в спинномозговой жидкости эмбриона и увидела доказательства того, что эти сигналы производятся иммунными клетками сосудистого сплетения.

«Многие из этих маркеров, включая CCL2, также активируются у пациентов с аутизмом», — отмечает Цуй.

Дальнейшие эксперименты показали, что CCL2 сам по себе достаточен для набора и активации иммунных клеток в сосудистом сплетении. Глядя на образцы тканей, команда увидела доказательства того, что макрофаги нарушили барьер сосудистого сплетения, проникнув в ликвор из определенных «горячих точек» на концах сосудистого сплетения.

«Мы добавили доказательства того, что воспалительная реакция нарушает развитие мозга», — говорит Цуй. «Предыдущие исследования показали, что материнское воспаление вызывает пороки развития мозга на моделях мышей в очень раннем возрасте, и аналогичные пороки развития можно увидеть у некоторых пациентов с аутизмом».

Лечение для защиты мозга?

В некоторых из своих экспериментов исследователи наблюдали участки дезорганизации мозга после рождения мышей. Но, конечно, требуется гораздо больше работы, чтобы связать точки от материнского воспаления с сосудистым сплетением до таких расстройств, как аутизм. Потребуется еще больше работы, чтобы применить эти знания в лечении.

«Наша цель — выяснить, может ли предотвращение прорыва барьера сосудистого сплетения замедлить или предотвратить прогрессирование заболевания в головном мозге», — говорит Лехтинен. «Это будет включать в себя сотрудничество со многими различными группами в различных областях, а также дальнейшие достижения в области технологий обработки изображений, которые в настоящее время ведутся»./P>

Поделится с друзьями

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *