Новости и мнения

Микроглия вызывает снижение когнитивных функций у мышей с ожирением

Иммунные клетки мозга поглощают синапсы в гиппокампе грызунов, которые питаются рационами с высоким содержанием жиров или сахара.

Божество растет по всему земному шару. Распространенность этого заболевания в мире почти утроилась за последние четыре десятилетия, и примерно 13 процентов взрослых страдали ожирением в 2016 году. Этот ошеломляющий рост представляет собой проблему для общественного здравоохранения: не только ожирение связано с такими заболеваниями организма, как сердечно-сосудистые заболевания и диабет, Эпидемиологические исследования показали, что это также связано с ухудшением когнитивных функций и более высокими шансами развития деменции и других расстройств, связанных с мозгом, в более позднем возрасте.

Исследователи недавно начали проливать свет на то, как увеличение веса влияет на мозг, и за последние несколько лет микроглия, резидентные иммунные клетки мозга, стали ключевым виновником. В нескольких исследованиях на грызунах картина активированной микроглии поглощает дендритные шипы, которые образуют синапсы в мозге тучных животных, как причину когнитивного снижения. Исследование, опубликованное сегодня (10 сентября) в Journal of Neuroscience, дает новую сильную поддержку этой теории.

В то время как предыдущие исследования выявили тесную связь между микроглией и снижением когнитивных функций, связанным с ожирением, Элиз Коуп , постдок из Принстонского университета, говорит, что никто еще не обращался к тому, действительно ли эти клетки вызывали поведенческие изменения. «Новизна нашего исследования заключалась в том, что мы решили посмотреть, может ли блокирование микроглии тремя различными методами действительно предотвратить потерю дендритного отдела позвоночника и улучшить когнитивные функции», – говорит Коуп.

Наши данные в совокупности показывают, что микроглия – это переедание синапсов, которые потенциально полезны в ожирении мозга, и именно это приводит к снижению когнитивных функций.

Элиз Коуп, Принстонский университет

Для решения вопроса о причинно-следственной связи Коуп и ее коллеги использовали один трансгенный метод и два фармакологических вмешательства для изучения активности микроглии в гиппокампе – области мозга, участвующей в памяти и пространственном познании, среди прочего – на мышиной модели ожирения. Во-первых, они изучили влияние переедания на животных, у которых отсутствует один аллель для   ген, кодирующий рецептор микроглии для фракталкина, молекулы, высвобождаемой из нейронов, которая действует как сигнал «найди меня», который привлекает иммунные клетки мозга. Затем они исследовали эффект от введения одного из двух препаратов после того, как грызуны ели диеты с высоким содержанием жира в течение примерно двух с половиной месяцев – миноциклин, который подавляет активность микроглии, и аннексин-V, который предотвращает высвобождение умирающих клеток и синапсов сигнал «съешь меня», который помогает вызвать фагоцитарную активность микроглии.  

Во всех трех случаях у мышей на диете с высоким содержанием жиров с нарушенной микроглией не наблюдалось потери дендритных шипов и плохой работы по выполнению задач памяти, наблюдаемых у тучных животных с нормальным функционированием иммунных клеток головного мозга. «Наши данные вместе свидетельствуют о том, что микроглия – это переедание синапсов, которые потенциально полезны для мозга с ожирением, и именно это приводит к снижению когнитивных способностей», – говорит Коуп.

Рут Барриентос , поведенческий нейробиолог из Университета Колорадо, Боулдер, который не принимал участия в работе, сообщает The Scientist в электронном письме, что, поскольку миноциклин – антибиотик, используемый для облегчения прыщей и других состояний – не является специфическим ингибитором микроглии, это могло бы предотвращать вызванные ожирением когнитивные эффекты и другими способами. «Однако основная сила исследования заключалась в том, что они использовали три отдельных подхода для уменьшения активации микроглии или нарушения ее функции, и все три подхода выявили непротиворечивые результаты», – пишет она.

Наблюдение о том, что миноциклин и аннексин-V могут блокировать чрезмерную обрезку и снижение когнитивных функций, вызванное ожирением, вызванным диетой, «действительно обнадеживает», говорит Сара Спенсер , нейробиолог из Университета RMIT в Австралии, которая не участвовала в этой работе. «Это говорит о том, что можно спасти пагубные последствия ожирения с помощью лечения, которое влияет на активацию микроглии».

Поскольку исследователи использовали только самцов мышей, было бы интересно посмотреть, «если самки с ожирением показывают тот же профиль», говорит Спенсер The Scientist . Она добавляет, что, хотя половые различия следует учитывать во всех исследованиях, особенно важно учесть их в этом случае, поскольку исследователи ранее наблюдали, что синаптическая плотность в гиппокампе изменяется в течение всего цикла яичников. (По словам Коупа, она и ее коллеги сосредоточились на животных мужского пола, потому что, в отличие от людей, мыши-самки не набирают вес на диете с высоким содержанием жиров, как это делают самцы мышей. Причины этого до сих пор неясны.)

Как ожирение приводит к реактивности микроглии, остается открытым вопросом, но исследование Коупа дает некоторые подсказки. Когда исследователи сравнили диету на основе жиров и сахара, они обнаружили, что у мышей схожий уровень снижения когнитивных функций, что указывает на увеличение жира в организме и увеличение веса, а не на саму пищу, которые активируют микроглию, говорит Коуп. «Стоит продолжить изучение вопроса о том, смогут ли блокирующие сигнальные механизмы в жировых отложениях предотвратить воздействие ожирения на мозг».

E. Cope et al., «Микроглия играет активную роль в снижении когнитивных функций, связанном с ожирением», J Neurosci , doi: 10.1523 / JNEUROSCI.0789-18.2018, 2018.

Обсуждение

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