Mikroglia mərkəzi sinir sisteminin homeostazisinin qorunmasında mühüm rol oynayır, halbuki onların pozulması müxtəlif sinir xəstəliklərinin patogenesisində iştirak edir. Bununla belə, xüsusiyyətlərarası genetik fərqlər ənənəvi qurdalıcı modellərindən əldə olunan nəticələri tərcümə etməkdə çətinlik yaradır. İnsan pluripotent kök hüceyrələrindən alınan mikroglia genetik olaraq müvafiq bir alternativ təklif edir, lakin bu hüceyrələr dərin transkriptomik dəyişikliklərə məruz qalır və fizyoloji beyin siqnallarından izolyasiya edildikdə əsas homeostatik xüsusiyyətləri itirir. Buna görə tədqiqatlar in vivo mikroglial kimliyi və funksiyası üçün tələb olunan mikrokorkun bərpa etmək üçün nəzərdə tutulmuş inkişaf etmiş modelləşdirmə platformalarına daha çox diqqət yetirir. Bu baxış əsas nəsil protokollarını və çox hüceyrəli inteqrasiyaları əhatə edən insan mikroglial platformalarının inkişafını araşdırır. Müzakirə iki ölçülü co-kulturalardan üç ölçülü beyin organoidlərinə qədər uzanır və fizyoloji niş təmin etmək üçün xenotransplantasiya yolu ilə qurulan insan mikroglia simerik modellərini əhatə edir. Ümumiyyətlə, insan pluripotent kök hüceyrələrinə əsaslanan yanaşma mikroglia tədqiqatları üçün dəyərli bir eksperimental boru yolu təşkil edir və yüksək nüfuzlu skrininqdən in vivo klinikadan əvvəl təsdiqlənmədən insan neuroloji xəstəliklərinin əsasında olan poligen quruluşların araşdırılmasını asanlaşdırır.
Mikroglia mərkəzi sinir sistemində (CNS) əsas sakin makrofaglardır, burada sinir inkişafını tənzimləyirlər, sinaptik şəbəkələri saxlayırlar və patoloji stimullara cavab verirlər. Genetik analizlər göstərdi ki, neurodegenerativ və neurodevəltmə pozuntuları üçün risk variantları mikrogliyal genlərdə zənginləşir və bu da xəstəlik patogenesisində mikrogliyal vasitəçiliyi ilə neuroinflamasiyanın əhəmiyyətini vurğulayır. Yırtıcı modelləri tarixi olaraq mikroglial biologiyaya əsas anlayışlara töhfə vermişdir; lakin növlərarası genetik fərq onların tərcümə əhəmiyyətini məhdudlaşdırır. Xüsusilə, insan xəstəlikləri ilə əlaqəli bir çox risk variantında sıçanlarda funksional orthologlar yoxdur. Bundan əlavə, beyin toxumasından təcrid olunan ilk insan mikrogliası sürətli transkriptomik dəyişikliklərə məruz qalır, homeostatik markaları itirir və standart in vitro şərtləri altında artefakt aktivləşmə vəziyyətlərini nümayiş etdirir. Bu problemləri aradan qaldırmaq üçün insan pluripotent kök hüceyrələrindən (hPSC) alınan mikroglial modellər hazırlanıb. Bu cür platformalar insan genetik xüsusiyyətlərini qoruyur və mikrogliyanın nəzarət olunmuş mühitlərdə daxil edilməsini təmin edir. Bu baxış, planar bir-birində mədəniyyətlər, üç ölçülü organoidlər və ximerik beyin xsenograflarının əhatə etdiyi hPSC-dən alınan mikroglia modellərinin inkişafını qısaca izah edir. Bundan əlavə, bu komplementar platformaların neuroimmun tədqiqatlarda və klinikadan əvvəl müalicəvi qiymətləndirmədə irəliləyişləri necə asanlaşdırdığını araşdırırıq.
MKS-nin rezident immun hüceyrələri olan mikrogliya, erkən embriogenez dövründə sarımsaq-saq-azından alınan eritromiloid ata-babalarından yaranır və qəti hematopoyezdən asılı olmayan özünü yeniləyən bir populyasiya olaraq davam edir1,2. Onların yetişməsi və saxlanılması koloniya stimullaşdırıcı faktor 1 reseptör (CSF1R) siqnallaşdırılmasına və əsas transkripsiya faktorlarına (TF) əsaslanır, xüsusilə PU.1 və IRF8 (ref.3) (Şəkil. 1a). Sağlam beynin içində mikroglialar mühüm rolları yerinə yetirir, o cümlədən komplement yolları vasitəsilə sinaptik kəsmə, apoptotik hüceyrələrdən təmizlənmə və IGF1 sekreciyası vasitəsilə oligodendrocitlərin yetişməsinə dəstək 4, 5, 6, 7, 8, 9. Bu homeostatik funksiyaların qorunması üçün P2RY12, TMEM119 və CX3CR1 imzalanma genləri vacibdir10,11,12 (Şəkil. 1a). Patoloji şəraitdə mikroglia homeostatik vəziyyətdən kontekstdən asılı reaktiv profillərə keçid edir. M1/M2 və ya resting/activated kimi erkən ikili təsnifatlar indi həddindən artıq sadələşdirilmiş hesab olunur. Bir hüceyrə transkriptomikasında inkişaflar epigenetik, transkriptomik və metaboolomik profillərdən ibarət çox ölçülü bir spektrin aydınlaşdırılmasına səbəb oldu, o cümlədən homeostatik mikrogliya (HM), xəstəliklərlə əlaqəli mikrogliya (DAM), antigen təqdim edən (insan leukocit antigenləri [HLA]), sitokin cavab verən (sitokin cavabı dəyişdiricisi) və interferon cavab verən dövlətlər13,14. DAM imzası homeostatik markerlərin aşağı səviyyədə tənzimlənməsi, lipidlərin işlənməsi və Alzheimer xəstəliyinin (AD) 8, 15, 16 protein agregatlarına cavab olaraq risk gen ifadəsinin yuxarı səviyyədə tənzimlənməsi ilə xarakterizə olunur. Neyron inkişafı zamanı qüsurlu mikroglial sinaptik kəsmə, autizm spektrinin pozulması (ASD) və şizofreniya kimi xəstəliklərlə əlaqəlidir5,6,17. Yaşla bağlı dəyişikliklər mikrogliyanı daha yaxşı hazırlayır, bu da daha yüksək iltihab reaksiyaları və azaldılmış neyroprotektiv funksiyalarla xarakterizə olunur18,19.
Heyvan modellərindən insanlara tapıntıların tərcüməsi diqqətəlayiq təkamül fərqləri ilə mürəkkəbləşir; insan mikrogliası daha böyük transkripsion heterogenliyi nümayiş etdirir və tez-tez murin modellərində zəif saxlanılan xəstəlik riski genlərini ifadə edir13,20,21,22,23. Təxminən AD risk genlərinin 41% -i birbaşa siçan ortopedlərindən məhrumdur və hətta mövcud olsa da, ardıcıllıq homologiyası tez -tez aşağı olur13,20,24,25 (Şəkil. 1b, c) Məsələn, sporadiki AD üçün əsas genetik risk faktor olan APOE ε4 polimorfizmi qırsaqlarda yoxdur. CR1, CD33, TREM2 və MS4A klastrinin üzvləri kimi genlər ya çox ortolog nümayiş etdirirlər, ya da protein sekvensiyası kimliyini 60%-dən az göstərir13,25 (Şəkil. 1c) Belə genetik fərqlər insan mikrogliası ilə əlaqəli nevroloji xəstəliklərin modelləşdirilməsi üçün qırsaq modellərindəki məhdudiyyətləri vurğulayır və insan mikrogliası hüceyrə modellərinin inkişafını müdafiə edir.
Bu platformaların yaradılması əhəmiyyətli çətinliklərlə üzləşir, çünki hüceyrə mikromühit mikrogliyal transkripsiya plastikliyini təsir edir. İzolat edilmiş mikroglia tezliklə in vitro monokulturlarının transkriptomik profilində in vivo mikroglia ilə fərqlənməsinə səbəb olan pro- iltihablı fenotipə ex vivo-da qəbul edir8, 12, 26, 27, 28 (Şəkil. 1d) Transkriptomik analiz göstərir ki, insan mikrogliyasında minlərlə gen in vitro vəziyyətlərinə keçdikdən sonra öz ifadələrini dəyişir.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
