斑马鱼视网膜变性和再生过程中小胶质细胞

摘要:与哺乳动物相反,,斑马鱼有能力在各种损伤后再生视网膜神经元。斑马鱼视网膜中存在两种类型的胶质细胞,Müller细胞(MG)和小胶质细胞。最近的研究表明,MG引起再生的视网膜神经元,但驻留小胶质细胞和先天免疫系统的作用更为普遍,在视网膜再生期间没有明确界定。具体地说,在神经元大量死亡和成功的再生反应之后,免疫系统和小胶质细胞的特征尚未被记载。

方法:神经毒素乌本苷用于诱导斑马鱼视网膜内实质性视网膜病变。这种损伤导致再生反应,主要恢复视网膜结构、神经元形态和结缔性,以及视觉功能。我们分析了免疫荧光和H&E染色后受损眼睛的冰冻切片,以表征病变的初始免疫应答。用共聚焦显微镜分析小胶质细胞的形态和分布。

结果:我们发现有证据表明乌本苷注射后早期白细胞浸润视网膜,随后免疫细胞增殖。这可能包括驻留的小胶质细胞和大量增殖的、视网膜外衍生的巨噬细胞,导致视网膜损伤迅速累积。免疫细胞增殖后,Müller细胞重新进入细胞周期。损失的视网膜进行组织再生,小胶质细胞保持激活的形态学特征,表明正在进行的功能对于视网膜功能的恢复可能是必不可少的。

结论:总的来说,这些结果表明小胶质细胞和免疫系统在视网膜成功再生反应期间是动态的。本研究为探讨视视网膜再生过程中小胶质细胞的启动和功能提供了重要框架。

关键词:视网膜再生小胶质细胞巨噬细胞斑马鱼Müller细胞

背景:由于急性创伤或退行性疾病,哺乳动物视网膜不能再生受损的神经元。而不能恢复丢失的神经元,神经胶质反应随之而来,这通常与持续炎症有关。炎症是机体对组织损伤和/或感染的反应,是由先天免疫系统引发的。炎症包括免疫细胞的激活和促炎细胞因子和分子介质的产生。激活的特定细胞类型和产生的细胞因子/分子介质将有所不同,取决于初始的损伤、组织位置和解决感染或损伤所需的免疫应答。在哺乳动物视网膜内,驻留的小胶质细胞能迅速感知微环境的变化,并能启动并参与急性和慢性炎症反应。急性炎症对于清除死细胞、碎片和病原体至关重要,这些必须在随后开始组织修复之前发生。然而,当炎症变成慢性时,它可以是极其有害的,并有助于组织病理。虽然在哺乳动物神经退行性疾病中的慢性炎症和免疫激活是广为人知的,但是免疫系统在成功视网膜再生中的作用尚未被很好地探讨。与哺乳动物相比,硬骨鱼在各种破坏神经元的损伤后具有再生受损视网膜的显著能力。斑马鱼视网膜再生神经元的来源是Müller胶质细胞,视网膜胶质细胞也存在于哺乳动物和其他脊椎动物中。损伤后,Müller胶质细胞重新进入细胞周期并经历不对称分裂,最终产生多能祖细胞,取代丢失的视网膜神经元。哺乳动物和其他脊椎动物的Müller胶质细胞似乎具有显示再生潜能的特性,包括祖细胞标志物上调和细胞周期重新进入,但这反而导致胶质增生,因为无法分化成神经元。一般来说,退化期之后是再生期,其中丢失的细胞类型被替换,组织结构被恢复。组织驻留巨噬细胞对于协调受损组织的清除以及指导新细胞类型的分化以替代受损组织至关重要。在再生反应开始之前,驻留的巨噬细胞以及新募的吞噬细胞,例如中性粒细胞、单核细胞衍生的巨噬细胞和从其他组织迁移的巨噬细胞参与吞噬和清除退化碎片。在斑马鱼中,招募的巨噬细胞对周围神经系统组织的再生至关重要。在具有这种再生能力的生物体,如硬骨鱼,中枢神经系统的再生中,先天免疫系统和常驻巨噬细胞,即小胶质细胞的作用尚未明确界定。炎症在成年斑马鱼脑的再生中也被认为是重要的。然而,目前还不清楚这些发现是否转化成成年动物的视网膜再生。在正常情况下,视网膜小胶质细胞高度分支并整合在高度组织化的视网膜组织中。小胶质细胞对视网膜损伤和变性的反应主要是在啮齿动物模型系统中进行的。一般来说,当对神经损伤作出反应时,小胶质细胞迁移到细胞死亡部位。斑马鱼对视网膜损伤的小胶质细胞反应尚未得到很好的记载,并且目前尚不清楚在何种条件下视网膜损伤视网膜外免疫细胞可能参与对神经元变性的初始反应。迄今为止,斑马鱼的研究集中在炎症、特异性细胞因子和小胶质细胞/巨噬细胞如何影响Müller胶质细胞的增殖,从而产生再生的视网膜神经元。对于小胶质细胞在中枢神经系统的发育和维持中的作用以及它们参与神经退行性疾病,以及可能是神经退行性疾病的来源,已经引起了广泛的







































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