免疫细胞关闭主要的代谢途径可保护衰老的大脑
时间:2021-01-29 阅读:1272
为了确定这些变化是否会引起与年龄相关的认知功能障碍,作者研究了一种小鼠品系,其中EP2受体水平仅在人体和大脑的巨噬细胞中降低,并用EP2抑制剂治疗了小鼠。令人惊讶的是,在两种情况下,EP2抑制都能使巨噬细胞的新陈代谢恢复到年轻的水平,减少了周围和大脑的炎症,并减轻了认知能力下降(图1)。这些结果表明(至少在小鼠中)衰老过程中的巨噬细胞功能障碍会影响大脑健康,并且可以通过逆转细胞中的代谢关闭来恢复正常的细胞功能。
图1 逆转衰老巨噬细胞的代谢关闭。被称为巨噬细胞的免疫细胞遍布全身(外围)和大脑,在大脑中被称为小胶质细胞。
报告指出,在衰老过程中,外周巨噬细胞和小胶质细胞产生更多的蛋白质前列腺素E2(PGE 2),该蛋白与细胞膜上的EP2受体结合。他们证明该信号通路的激活导致细胞中的代谢功能障碍,从而导致全身性慢性炎症和认知能力下降。b:作者以两种方式抑制EP2受体。首先,他们使用遗传学方法降低巨噬细胞和小胶质细胞中的EP2水平。其次,它们在药理学上抑制受体,但仅在外周血。在这两种情况下,EP2抑制都能改善外周血巨噬细胞和小胶质细胞的代谢功能,减少炎症并恢复认知能力。EP2的外周抑制导致小胶质细胞改变的机制尚不清楚(虚线箭头)。
目前尚不清楚为什么衰老的巨噬细胞会储存额外的糖原,但树突状细胞(一种相关的细胞类型)会利用它们的糖原储备来促进其早的炎症反应。因此,可以想象衰老的巨噬细胞增加了糖原的储存,因此它们在急性炎症激活过程中可以产生更强的免疫反应。与这个想法一致,*,老化的小胶质细胞(脑巨噬细胞)已被引发,与年轻的小胶质细胞相比,对炎症的反应更加强烈。Minhas和他的同事没有直接分析糖原存储量的增加是否能引发小胶质细胞启动。但是,这种可能性肯定值得研究,因为一些证据表明,老年大脑中加剧的免疫反应会导致神经退行性疾病。
值得注意的是,也有证据表明小胶质细胞代谢功能异常在脑部疾病,尤其是阿尔茨海默氏病中起作用。在小胶质细胞受体蛋白TREM2中携带突变的人患阿尔茨海默氏症的风险增加了数倍。在小鼠中,TREM2缺乏会导致小胶质细胞代谢的破坏和阿尔茨海默氏病的恶化。此外,小胶质细胞长期暴露于聚集的淀粉样β蛋白,这是阿尔茨海默氏病的标志,导致小鼠这些细胞中氧化磷酸化和糖酵解的分解。在这两种情况下,增强小胶质细胞新陈代谢都会在小鼠模型中导致较轻度的阿尔茨海默氏病。
下一个挑战将是证明这种巨噬细胞可塑性也将在人类更长的寿命结束时得以保留,并且PGE 2 -EP2途径与人脑衰老和疾病有关。此外,在衰老动物中诱导初的小胶质细胞关闭或使小胶质细胞恢复到年轻状态的免疫信号仍然未知。