脳内の小さなチューブ(Tiny tubes in the brain)

2024-08-01

2024-07-31 マックス・プランク研究所

パーキンソン病やアルツハイマー病では、神経細胞内に有害なタンパク質の塊が形成されますが、新しい研究によると、ミクログリアはこれらの有害タンパク質を神経細胞から直接除去できることがわかりました。さらに、ミクログリアは健康なミトコンドリアをストレスを受けた神経細胞に送ることで、神経細胞の機能を改善します。この研究は、特定の遺伝的変異がミクログリアのチューブ形成と機能に影響を与え、神経変性疾患のリスクを高めることを示唆しています。今後、研究チームはこれらのチューブの形成メカニズムを理解し、ミクログリアのサポート機能を強化する治療法の開発を目指します。この発見は、ミクログリアが脳の健康を維持する方法に対する理解を変え、神経変性疾患の新たな治療法の可能性を示しています。

<関連情報>

ナノチューブのトンネル形成により、ミクログリアが凝集体が誘発する神経細胞の機能不全と死から神経細胞を救う Microglia rescue neurons from aggregate-induced neuronal dysfunction and death through tunneling nanotubes

Hannah Scheiblich,Frederik Eikens,Lena Wischhof,…,Ronald Melki,Hans-Christian Pape,Michael T. Heneka
Neuron Published:July 25, 2024
DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2024.06.029

Highlights

α-syn and tau trigger tunneling nanotube formation between microglia and neuron
Tunneling nanotubes facilitate the relocation of α-syn and tau into microglia
Microglia donate healthy mitochondria to α-syn- and tau-burdened neurons
Exchange of mitochondria rescues neurons from oxidative stress and dysfunction

Summary

Microglia are crucial for maintaining brain health and neuron function. Here, we report that microglia establish connections with neurons using tunneling nanotubes (TNTs) in both physiological and pathological conditions. These TNTs facilitate the rapid exchange of organelles, vesicles, and proteins. In neurodegenerative diseases like Parkinson’s and Alzheimer’s disease, toxic aggregates of alpha-synuclein (α-syn) and tau accumulate within neurons. Our research demonstrates that microglia use TNTs to extract neurons from these aggregates, restoring neuronal health. Additionally, microglia share their healthy mitochondria with burdened neurons, reducing oxidative stress and normalizing gene expression. Disrupting mitochondrial function with antimycin A before TNT formation eliminates this neuroprotection. Moreover, co-culturing neurons with microglia and promoting TNT formation rescues suppressed neuronal activity caused by α-syn or tau aggregates. Notably, TNT-mediated aggregate transfer is compromised in microglia carrying Lrrk22(Gly2019Ser) or Trem2(T66M) and (R47H) mutations, suggesting a role in the pathology of these gene variants in neurodegenerative diseases.