เซลล์ glial อาจใช้งานใหญ่ในส่วนที่ไม่คาดคิดของร่างกาย

ในโรงละครของสมองเซลล์ประสาทได้รับการหล่อเป็นดวงดาวมานานทำให้ฉากจิตมีชีวิตด้วยการแสดงไฟฟ้าและเคมีของพวกเขา แต่นักแสดงเซลลูลาร์หลายคนในสมองของมนุษย์เป็นเซลล์ glial สันนิษฐานว่าเป็นนักแสดงที่สนับสนุนและเบื้องหลังเวที

ในทศวรรษที่ผ่านมาหลักฐานที่สะสมได้แสดงให้เห็นว่า Glia ไม่ได้เป็นเพียงผู้เล่นรายย่อยที่แสดงการแสดง จริง ๆ แล้วพวกเขาเล่นนำแสดงโดยบทบาทในการกระทำที่สำคัญที่สุดของสมองหลายอย่างเช่นการจดจำการเรียนรู้และการคิด

และการวิจัยล่าสุดชี้ไปที่การตั้งค่าใหม่ที่น่าประหลาดใจสำหรับเรื่องราวของ Glia: นอกสมอง ประชากรลึกลับของ Glia อาศัยอยู่ในหัวใจม้ามปอดและอวัยวะอื่น ๆ แต่ไม่มีใครรู้ว่าพวกเขาจะพอดีกับพล็อตได้อย่างไร คำแนะนำในช่วงต้นแนะนำว่าเรื่องราวกำลังจะโลดโผน

เบาะแสที่ยั่วเย้ากำลังกลิ้งไปเกี่ยวกับสิ่งที่เซลล์เหล่านี้กำลังทำอยู่ Glia ดูเหมือนจะช่วยควบคุมการเต้นของหัวใจเช่น Glia ในม้ามอยู่ระหว่างเซลล์ประสาทและเซลล์ภูมิคุ้มกันซึ่งเป็นจุดที่สมบูรณ์แบบที่มีอิทธิพลต่อการเชื่อมต่อระหว่างสุขภาพและความเครียด สิ่งที่ Glia กำลังทำอยู่ในปอดนั้นไม่เป็นที่รู้จัก แต่สิ่งที่ดูเหมือนว่าสำคัญการทดลองในช่วงต้นแนะนำ - หนูที่ไม่มีปอด glia ตาย

ลงทะเบียนเพื่อรับจดหมายข่าวของเรา

เราสรุปความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของสัปดาห์ทุกวันพฤหัสบดี

“ ความจริงที่ว่าตอนนี้มีประชากรเซลล์ glial ใหม่เหล่านี้ถูกค้นพบในอวัยวะที่ไม่เหมือนใครจะหวังว่าหลอดไฟจำนวนมาก” Sarah Ackerman นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กล่าว เช่นเดียวกับนักวิจัยส่วนใหญ่ที่ศึกษา Glia Ackerman มุ่งเน้นไปที่ Glia ในสมอง

เธอเห็นศักยภาพที่ยิ่งใหญ่ในการศึกษาใหม่จำนวนหนึ่งที่มองไปที่ Glia อันไกลโพ้น “ จะมีการเปิดเผยว่าในอวัยวะเหล่านี้ทั้งหมดมี glia เฉพาะที่สนับสนุนการทำงานของเซลล์ประสาทที่นั่น แต่ยังมีสุขภาพของอวัยวะโดยรวม”

การทำความเข้าใจบทบาทของ Glia นอกสมองอาจมีผลกระทบอย่างมากต่อสุขภาพของมนุษย์นำไปสู่วิธีที่ดีกว่าในการรักษาความผิดปกติของหัวใจปัญหาระบบภูมิคุ้มกันและแม้แต่มะเร็งปอดนักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัย

“ ถ้าเรายังคงเพิกเฉยต่อเซลล์เหล่านี้มันจะทำให้เราช้าลงเท่านั้น” Tawaun Lucas นักประสาทวิทยาของ Genentech ในซานฟรานซิสโกกล่าว เขาเพิ่งค้นพบรายละเอียดเกี่ยวกับ Glia ในม้ามเม้าส์

มันเร็วเกินไปที่จะรู้ว่า glia ที่สำคัญนอกสมองจะกลายเป็นอย่างไร บางทีการศึกษาเหล่านี้เกี่ยวกับ Glia เป็นตัวแทนของการวิจัยใหม่ที่กำลังขยายตัว หรือบางทีความลึกลับไม่เคยแก้ไข “ การเชื่อมต่อมันจะต้องมีต่อโลกทั่วไปของ Glia อย่างที่เรารู้ว่ามันยังคงมีอยู่” บรูซแรนซัมนักประสาทวิทยาและนักประสาทวิทยาของมหาวิทยาลัยเมืองฮ่องกงกล่าวซึ่งเป็นบรรณาธิการหัวหน้าวารสารวิทยาศาสตร์กล่าวGlia-

ถึงกระนั้นพล็อตไลน์ที่เป็นไปได้ของกลุ่ม Glia ที่อธิบายใหม่เหล่านี้ก็คุ้มค่าตามมา “ เรามักจะมองหาช่องเปิดเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่คุณสามารถขยายและดูสิ่งที่สำคัญจริงๆ” Ransom กล่าว “ นั่นเป็นไปได้ที่นี่”

ระบบภูมิคุ้มกันตรงกับระบบประสาท

Glia ได้รับการตั้งชื่อตามกาวสารเหนียวที่มีอยู่เพียงอย่างเดียวเพื่อเก็บสิ่งอื่น ๆ ที่สำคัญกว่ากัน ในสมอง Glia ต่าง ๆ มีการสนับสนุนมากมาย Glia เรียกว่า astrocytes รักษาเซลล์ประสาทให้อาหาร Microglia Combat Invaders และ oligodendrocytes ป้องกันสายประสาทด้วยสารไขมันที่เรียกว่าไมอีลิน แต่ตอนนี้ Glia เป็นที่รู้จักกันว่ามีงานที่น่ารักมากเช่นกันรวมถึงการเปลี่ยนสัญญาณที่ผ่านระหว่างเซลล์ประสาทนำทางการเจริญเติบโตของเซลล์ประสาทและการตัดการเชื่อมต่อระบบประสาทที่เรียกว่า synapses (SN: 8/22/15, p. 18-

นักวิจัยมีบทบาทที่ดีเกี่ยวกับบทบาทของ Glia นอกสมอง Enteric Glia ช่วยให้อาหารย่อยของลำไส้และชนิดหนึ่งของ Glia เรียกว่าเซลล์ Schwann น้องสาวไปยัง oligodendrocytes ของสมองแพร่กระจายไมอีลินบนเส้นประสาทส่วนปลายเพื่อช่วยความเร็วในการส่งสัญญาณ ในผิวหนังมีความเชี่ยวชาญเซลล์ Schwann เริ่มต้นความรู้สึกเจ็บปวดนักวิทยาศาสตร์รายงานในศาสตร์ในปี 2019 มีที่รู้จักน้อยเกี่ยวกับ Glia ในอวัยวะอื่น ๆ เช่นม้าม glia ที่วางอุบายลูคัส การตั้งชื่อ Glia เหล่านี้อาจเป็นเรื่องยากเนื่องจากบางครั้งเซลล์มีความคล้ายคลึงกันกับ Glia อื่น ๆ อีกหลายประเภท สำหรับตอนนี้ Glia คนนอกเหล่านี้มักจะถูกรวมเป็นหนึ่งในสองหมวดหมู่ catchall, เซลล์ Schwann ที่ไม่ได้เป็น myelinating หรือ Glia ดาวเทียม

ลูคัสเริ่มต้นจากการเป็นนักประสาทวิทยาที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดโดยมุ่งเน้นไปที่สมอง จากนั้นเมาส์ใต้กล้องจุลทรรศน์ก็เปลี่ยนความสนใจของเขา เมาส์ได้รับการออกแบบทางพันธุกรรมเพื่อให้ glia ส่องแสงสีเขียว เมื่อลูคัสมองไปทั่วร่างกายเขาเห็นเซลล์สีเขียวทั่วทั้งม้าม, ต่อมน้ำเหลือง, ไต, ตับและปอด

ที่ปรึกษาของเขาที่สแตนฟอร์ดนักประสาทวิทยา Marion Buckwalter ได้รับความสนใจอย่างรวดเร็วจากม้าม Glia “ ฉันเริ่มอ่านเกี่ยวกับม้ามและฉันคิดว่า 'นี่เป็นสิ่งที่น่าสนใจจริงๆ'” เธอกล่าว ม้ามเต็มไปด้วยเซลล์ภูมิคุ้มกัน เช่นเดียวกับอวัยวะต่าง ๆ ม้ามยังมีเส้นประสาทที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทที่เห็นอกเห็นใจของร่างกาย ระบบควบคุมนี้สามารถขยายนักเรียนอัตราการเต้นของหัวใจเร่งและทำให้ร่างกายเหงื่อออก มักเรียกว่า“ ระบบการต่อสู้หรือการบิน” ระบบประสาทที่เห็นอกเห็นใจบินไปสู่การปฏิบัติภายใต้การคุกคามลูคัสกล่าวว่า“ ไม่ว่าคุณจะถูกเตะเข้าหัวหรือถูกไล่ล่าโดยเสือหรือมีสิ่งที่เครียดในที่ทำงาน”

ระบบประสาทที่เห็นอกเห็นใจและระบบภูมิคุ้มกันมาบรรจบกันในม้ามและ Glia อาจมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเชื่อมต่อนี้ การทดลองกับหนูที่เปิดเผยGlia ขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนในม้ามอยู่ข้างแอกซอนเซลล์ประสาทที่ให้ข้อความ และ“ อยู่ห่างออกไปเพียงไมครอนก็มีเซลล์ภูมิคุ้มกัน” Buckwalter กล่าว Glia ของม้ามอยู่ในตำแหน่งที่สมบูรณ์แบบในการสื่อสารระหว่างระบบประสาทและระบบภูมิคุ้มกันนักวิจัยรายงานในปี 2564 ในGlia-

โดยการดูคำแนะนำทางพันธุกรรมภายใน Glia เหล่านั้นที่พบในม้ามลูคัสและเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่า Glia ของม้ามมีอุปกรณ์เซลลูลาร์ที่จะพูดภาษาของทั้งเซลล์ภูมิคุ้มกันและเซลล์ประสาท: พวกเขาสามารถรับรู้สัญญาณเคมีที่ทำโดยเซลล์ภูมิคุ้มกันและพวกเขาสามารถรับรู้สัญญาณเคมีที่ส่งโดยเซลล์ประสาท เซลล์เหล่านี้ใช้เครื่องจักรนี้อย่างไร แต่ผลลัพธ์ที่ได้จะวางตำแหน่งม้าม glia ให้เป็นนักสื่อสารที่สำคัญ จนกระทั่งการทดลองของลูคัสไม่มีใครมีเบาะแสเกี่ยวกับพฤติกรรมของ Glia Buckwalter กล่าว

ความเป็นไปได้ของการสื่อสารระหว่าง Glia, เซลล์ประสาทและเซลล์ภูมิคุ้มกันในม้าม“ มีความหมายอย่างมาก” Buckwalter กล่าว ความเครียดและการบาดเจ็บของสมองเช่นจังหวะอาจเป็นอันตรายต่อระบบภูมิคุ้มกัน ยกตัวอย่างเช่นโรคหลอดเลือดสมองระบบประสาทที่เห็นอกเห็นใจทำให้เกิดการตายของเซลล์ภูมิคุ้มกันที่เรียกว่า B lymphocytes ในม้ามซึ่งสามารถนำไปสู่การติดเชื้อที่เป็นอันตราย เซลล์ภูมิคุ้มกันยังมีบทบาทในความผิดปกติของภูมิต้านทานผิดปกติเช่นหลายเส้นโลหิตตีบและโรคไขข้ออักเสบซึ่งอาจลุกเป็นไฟในคนที่เครียด หาก Glia มีอิทธิพลต่อเซลล์ภูมิคุ้มกันบางทีพฤติกรรมของพวกเขาอาจถูกปรับแต่งเพื่อป้องกันการลุกลามดังกล่าว

การวิจัยจนถึงตอนนี้คือเบื้องต้น ยังไม่ชัดเจนว่า Glia ม้ามเหล่านี้จริง ๆ แล้วส่งข้อความระหว่างระบบประสาทและระบบภูมิคุ้มกันหรือไม่และถ้าเป็นเช่นนั้นผลลัพธ์ของการสนทนาเหล่านั้นคืออะไร เร็วเกินไปที่จะพูดด้วยความมั่นใจว่า Glia ในม้ามของผู้คนมีส่วนร่วมในความผิดปกติของภูมิต้านทานผิดปกติ Buckwalter กล่าว แต่ความคิดได้ทำให้เธอสนใจ

การศึกษาเซลล์ลึกลับเหล่านี้ในอวัยวะให้ความรู้สึกเหมือนวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันเธอกล่าว มันยากกว่าเพียงแค่พยายามหาปริศนาที่หายไป “ มันเหมือนกับว่าเราเพิ่งได้รับปริศนาและชิ้นส่วนไม่มีป้ายกำกับและกล่องไม่มีภาพ”

หัวใจเต้น

ปริศนาที่คล้ายกันสามารถพบได้ในหัวใจ

โคดี้สมิ ธ ผู้ศึกษาชีววิทยาประสาทที่มหาวิทยาลัยนอทเทรดามในรัฐอินเดียนาตระหนักดีว่าหัวใจเต็มไปด้วยเซลล์ประสาท เซลล์ประสาทส่วนใหญ่คิดว่ามี Glia อยู่ใกล้ ๆ และสมิ ธ ก็กระตือรือร้นที่จะพบกับ Glia ของหัวใจ นอกเหนือจากนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Nina Kikel-Coury สมิ ธ ก็ค้นหาพวกเขา “ เราไม่รู้จริงๆว่าจะคาดหวังอะไร” เขากล่าว

ปรากฎว่าประชากรของ Glia อาศัยอยู่ในหัวใจของ Zebrafish ชื่อ Cardiac Nexus Glia เซลล์เหล่านี้จะปรากฏในช่วงต้นของการพัฒนา zebrafish และดำเนินการต่อไปและก่อตัวเป็น Gossamer-thinเว็บรอบ ๆ หัวใจ, Smith และ Kikel-Coury รายงานเมื่อปีที่แล้วในชีววิทยา PLOS-

ใน Zebrafish อย่างน้อย glia เหล่านี้ทำงานที่สำคัญ: พวกเขาเป็นแนวทางในการพัฒนาหัวใจและควบคุมการเต้นของหัวใจ เมื่อนักวิจัยยุ่งกับเซลล์อัตราการเต้นของหัวใจของปลาก็เพิ่มขึ้น นั่นเป็นผลที่ผิดปกติสมิ ธ กล่าว โดยปกติแล้วการหยุดชะงักของเซลล์หัวใจทำให้อัตราการเต้นของหัวใจช้าลง

โดยการดูชุดข้อมูลอื่น ๆ ที่จัดทำแคตตาล็อกยีนที่ทำงานอยู่ในหนูและเซลล์หัวใจมนุษย์นักวิจัยพบเซลล์ที่มีคอลเลกชันที่คล้ายกันของยีนที่ใช้งานอยู่กับหัวใจ glia ใน zebrafishยีนที่ใช้ร่วมกันแนะนำว่า glia เหล่านี้อาจอยู่ในหัวใจของหลายสปีชีส์ ข้อมูลนั้น“ สนับสนุนแนวคิดที่ว่าพวกเขาอยู่ในมนุษย์” สมิ ธ กล่าว

ความผิดปกติของหัวใจพิการ แต่กำเนิดมีข้อบกพร่องในการไหลออกของหัวใจที่เลือดออกไปยังหลอดเลือดแดง นั่นเป็นจุดที่ Glia เหล่านี้ปรากฏตัวครั้งแรกในช่วงต้นของการพัฒนา zebrafish เป็นไปได้ Smith กล่าวว่า Glia เหล่านี้อาจมีส่วนร่วมในปัญหาหัวใจของมนุษย์ “ เราอยู่ในช่วงแรกของงานนี้” เขาเตือน “ ฉันหวังว่าเราจะมีคำตอบเพิ่มเติม”

พล็อตหนาขึ้น

การตรวจสอบของ Glia ในม้ามและสมองเป็นเพียงจุดเริ่มต้น อวัยวะทั่วร่างกายอาจพึ่งพา Glia ซึ่งเป็นคำแนะนำการวิจัยอื่น ๆ Glia มีปรากฏขึ้นในปอดยกตัวอย่างเช่นพบในหนูโดย Buckwalter และ Gabriela Suarez-Mier นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาเมื่อทำงานเสร็จแล้ว

Lung Glia อาจมีส่วนร่วมในการหายใจและการแลกเปลี่ยนออกซิเจนในเส้นเลือดฝอยลูคัสกล่าว แต่รายละเอียดมีความบาง Glia เหล่านั้นมีความสำคัญการทดลองเบื้องต้นของลูคัสแนะนำ: เมื่อนักวิจัยใช้สารพิษเพื่อฆ่า glia ในปอด“ สัตว์ทั้งหมดตาย”

ในงานปัจจุบันของเขาลูคัสกำลังศึกษาบทบาทที่มีศักยภาพของ Glia ในโรคมะเร็ง เนื้องอกในปอด (และในตับและตับอ่อน) มีเส้นประสาทที่แนบมากับพวกเขาและ glia พันรอบเส้นประสาทเหล่านั้นลูคัสกล่าว ในจานแล็บนักวิจัยคนอื่น ๆ ได้ค้นพบเซลล์ Schwann จะเติบโตไปสู่เซลล์มะเร็ง- ดังนั้นพฤติกรรมของ Glia ที่อยู่ใกล้เนื้องอกจึงเป็นคำถามสำคัญ Lucas กล่าว

การทำความเข้าใจกับ glia ของร่างกายและอาจเกณฑ์พวกเขาเพื่อต่อสู้กับโรคจะต้องใช้มากกว่าความเข้าใจระดับพื้นผิว เทคนิคที่แสดงให้เห็นว่าแต่ละเซลล์แต่ละเซลล์ใช้คอลเลกชันที่แตกต่างกันของยีนสัญญาว่ามุมมองที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของ glia ในร่างกาย วิธีการติดฉลากทางพันธุกรรมอื่น ๆ นำเสนอวิธีในการตรวจสอบ glia ที่ลึกลับเหล่านี้ในสัตว์มีชีวิต “ เครื่องมือจะช่วยให้เราไปจาก 'ตกลงพวกเขาอยู่ที่นั่น' ถึง 'พวกเขากำลังทำอะไรอยู่?' ” แอคเคอร์แมนนักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันกล่าว

นักชีววิทยา Glia ที่มองข้ามสมองยังคงเป็นอย่างมากในตอนต้นของสคริปต์ “ เซลล์อะไรอยู่ที่นี่และทำงานร่วมกันได้อย่างไร” ลูคัสถาม “ เราเริ่มจากสแควร์หนึ่ง”

การอยู่นอกสมองทำให้ Glia เหล่านี้อยู่ในตำแหน่งที่ดีที่จะเป็นเป้าหมายที่เป็นไปได้สำหรับการรักษา Ackerman กล่าว สมองนั้นยากที่จะไปถึงด้วยยาเสพติดเนื่องจากมีการป้องกันในสิ่งกีดขวางเลือดสมอง เซลล์สมองยังสามารถซ่อมแซมตัวเองได้น้อยกว่าเซลล์ในระบบประสาทส่วนปลาย “ เราอาจส่งผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากกว่าพยายามซ่อมแซมโดยตรงในสมองหรือไขสันหลัง” เธอกล่าว

เร็วเกินไปที่จะบอกว่า Glia นอกสมองเป็นส่วนหนึ่งของเรื่องราวเดียวกับ Glia ของสมองหรือไม่ ความหลากหลายของ Glia ที่อาศัยอยู่นอกสมองอาจจบลงด้วยการเป็นส่วนบุคคลของชีววิทยาที่แตกต่างกันไม่เคยรวมตัวกันเป็นพล็อตที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาททั้งหมด Ransom จากมหาวิทยาลัยเมืองฮ่องกงกล่าว “ ฉันคิดว่ามันเป็นงานที่น่าตื่นเต้นและน่าสนใจและฉันคิดว่ามันเป็นความชอบธรรมที่จะศึกษามันอย่างสมบูรณ์” เขากล่าว สำหรับตอนนี้ไม่มีการบอกว่าเรื่องราวของ Glia จะพาเราไปที่ไหน