뇌를 감염으로부터 보호하는 세포가 일부 만성 질환의 원인일 수도 있습니다.

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소교세포는 뇌의 상주 면역 세포입니다. 이들의 역할은 뇌의 혈관을 순찰하며 침입하는 병원균을 찾아 집어삼키는 것입니다. 하지만 이들이 난폭하게 행동하면 무슨 일이 일어날까요?

역사적으로 그들은 간과되어 왔습니다. 면역 체계의 단순한 보병으로 여겨졌습니다. 그러나 점점 더 많은 과학자들은 미세아교세포가 중독에서 통증에 이르기까지 현상을 제어하는 ​​더 많은 감독적 역할을 할 수 있다고 믿습니다. 어떤 사람들은 그들이 알츠하이머병 , 우울증, 불안, 롱 코로나, 근육통성 뇌척수염(ME)과 같은 상태에서도 핵심적인 역할을 할 수 있다고 믿습니다. 이는 만성 피로 증후군이라고도 합니다.

하지만 소교세포는 정확히 무엇일까 ?

뇌를 구성하는 세포에는 두 가지 유형이 있습니다. 신경 세포라고도 하는 뉴런은 뇌의 메신저로, 전기적 자극을 통해 몸 전체로 정보를 전송합니다. 다른 유형인 신경교세포는 나머지를 구성합니다. 미세아교세포는 신경교세포 계열에서 가장 작은 구성원이며 모든 뇌 세포의 약 10%를 차지합니다. 이 작은 세포는 중앙에 타원형 "몸"이 있으며, 여기에서 가느다란 덩굴 모양의 팔이 나옵니다.

"그들은 주변 환경을 조사하기 위해 끊임없이 움직이는 많은 가지를 가지고 있습니다." 독일 프라이부르크 대학의 신경과학자 파올로 데리코가 말했습니다. "정상적인 조건에서 그들은 주변에서 무슨 일이 일어나고 있는지 감지하기 위해 이러한 과정을 확장하고 축소합니다."

미세아교세포는 잘 기능할 때 건강한 뇌 기능에 필수적입니다. 우리의 어린 시절에, 그들은 신경 세포 사이의 불필요한 시냅스 연결을 가지치면서 뇌가 어떻게 발달하는지 제어합니다. 그들은 어떤 세포가 신경 세포로 변하는지에 영향을 미치고, 신경 세포를 감싸는 보호 절연층인 미엘린을 수리하고 유지하는데, 이것이 없다면 전기적 자극의 전달이 불가능할 것입니다.

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미세아교세포는 박테리아와 바이러스를 찾아내 파괴함으로써 우리 뇌를 감염으로부터 보호합니다

그들의 역할은 거기서 끝나지 않습니다. 우리의 일생 동안 미세아교세포는 박테리아와 바이러스를 찾아내 파괴함으로써 우리의 뇌를 감염으로부터 보호합니다. 그들은 신경 세포 사이에 축적된 잔해물을 청소하고, 아밀로이드 플라크 와 같은 독성이 있는 변형 단백질을 뿌리째 뽑아 파괴합니다 . 아밀로이드 플라크는 알츠하이머병의 진행에 역할을 하는 것으로 생각되는 단백질 덩어리입니다. 

그러나 어떤 상황에서는 그들은 반항할 수도 있습니다.

콜로라도 볼더 대학의 신경과학자 린다 왓킨스는 "미세아교세포에는 좋은 면과 나쁜 면이라는 두 가지 면이 있다"고 말합니다.

"그들은 문제를 조사하고, 비정상적인 신경 활동과 손상을 찾습니다 . 그들은 뇌 내부의 모든 종류의 문제를 감시하지만, 그들이 매우 흥분하면 경계하는 선한 사람들에서 병적인 나쁜 사람들로 변합니다."

 

통제 불능의 미세아교세포가 다양한 현대 질병과 상태의 원인으로 여겨지고 있습니다.

무엇이 그들을 불량배로 만들까요? 미세아교세포가 감염이나 아밀로이드 플라크의 대량 존재 와 같이 뇌에 문제가 있다고 감지하면 초반응 상태 로 전환됩니다 .

왓킨스는 "그들은 훨씬 더 커져서 거의 큰 풍선처럼 되고, 부속지를 끌어당기고 움직이기 시작하면서 작은 팩맨처럼 피해를 입힙니다."라고 말했습니다. 

활성화된 미세아교세포는 또한 염증성 사이토카인으로 알려진 물질을 방출하는데 , 이는 신호 역할을 하여 다른 면역 세포와 미세아교세포를 활동하도록 부릅니다. 이러한 반응은 신체가 침입자와 위협을 물리치는 데 도움이 됩니다. 일반적으로 일정 시간이 지나면 미세아교세포는 "좋은" 상태로 돌아갑니다.

그러나 때때로 미세아교세포는 감염원이 사라진 후에도 오랫동안 이 극도로 흥분된 상태를 유지할 수 있는 것으로 보입니다. 이러한 통제 불능 미세아교세포는 현재 다양한 현대 질병과 상태 의 원인으로 여겨집니다 .

중독을 생각해 보세요. 이 상태는 역사적으로 도파민 신경전달체계의 장애로 여겨져 왔으며, 도파민 불균형이 환자의 약물 중심 행동이 증가하는 원인으로 여겨져 왔습니다.

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미세아교세포가 무언가 잘못되었다고 감지하면 초반응 상태로 전환됩니다

하지만 왓킨스는 다른 이론을 가지고 있습니다. 최근 학술 기사 에서 왓킨스와 중국 과학 아카데미의 과학자들은 사람이 약을 복용하면 그들의 미세아교세포가 그 물질을 이물질 "침입자"로 본다고 주장합니다.

"우리가 자체 연구를 통해 알아낸 바에 따르면 다양한 아편제가 미세아교세포를 활성화시키며, 이는 적어도 부분적으로는 '톨 유사 수용체'(TLR)라고 불리는 것을 통해 이루어집니다."라고 왓킨스는 말합니다.

"톨 유사 수용체는 이물질을 인식하도록 설계된 매우 오래된 수용체입니다. 곰팡이, 박테리아, 바이러스를 감지하기 위해 존재해야 합니다. '나 아니야, 옳지 않아, 괜찮지 않아' 수용체입니다."

미세아교세포가 아편, 코카인 또는 메스암페타민과 같은 약물을 감지하면 사이토카인을 방출하여 약물 복용 시 활성화된 신경 세포가 더 흥분하게 됩니다. 중요한 것은 이로 인해 신경 세포 간에 새롭고 더 강한 연결이 형성되고 더 많은 도파민이 방출되어 약물에 대한 욕망과 갈망이 강화됩니다. 미세아교세포는 뇌 신경 세포의 구조 자체를 변화시켜 평생 지속될 수 있는 약물 복용 습관을 유발합니다.

이 이론을 뒷받침하는 증거는 설득력이 있습니다. 첫째, 약물 남용자는 뇌에서 염증과 염증성 사이토카인을 증가 시켰습니다. 동물의 염증을 줄이면 약물을 찾는 행동도 줄어듭니다. Watkin의 팀은 또한 TLR 수용체를 차단 하고 소교세포 활성화를 예방함으로써 쥐가 코카인과 같은 약물을 계속 찾는 것을 막을 수 있음을 보여주었습니다 .

 

노화에 따라 신경교세포는 점점 더 활성화되고 세월이 흐르면서 과도하게 반응할 준비가 됩니다. – Linda Watkins

미세아교세포는 만성 통증에서도 중요한 역할을 할 수 있는데, 만성 통증은 12주 이상 지속되는 통증으로 정의됩니다. 왓킨스 연구실은 부상 후 척수에 있는 미세아교세포가 활성화되어 통증 신경세포를 민감하게 만드는 염증성 사이토카인을 방출한다는 것을 보여주었습니다.

"미세아교세포나 염증 유발 물질의 활성화를 차단하면 통증도 차단할 수 있습니다."라고 왓킨스는 말합니다.

왓킨스에 따르면, 미세아교세포는 또 다른 현상을 설명할 수도 있다. 즉, 노인들이 수술이나 감염 후에 인지 능력이 급격히 떨어지는 이유 다. 수술이나 감염은 미세아교세포를 "촉진"하는 첫 번째 타격으로 작용하여, 미세아교세포가 나쁜 놈의 지위를 차지할 가능성이 더 높아진다. 수술 후, 환자는 종종 진통제로 오피오이드를 투여받는데, 불행히도 미세아교세포가 다시 활성화되어 염증 폭풍이 발생하고 결국 신경세포가 파괴된다.

이 연구 분야는 아직 초기 단계이므로 이 초기 연구 결과는 신중하게 접근해야 하지만, 연구에 따르면 미세아교세포를 차단 하면 생쥐의 수술 후 기억력 감퇴를 예방할 수 있는 것으로 나타났습니다 .

"내가 당신에게 다가가서 아무런 사전 경고도 없이 당신의 얼굴을 때리면, 처음에는 그냥 넘어갈 수 있어요. 하지만 당신은 두 번째에는 내가 그냥 넘어가게 두지 않아요. 당신은 준비가 되어 있고, 준비가 되어 있고, 경계하고 있기 때문이에요." 왓킨스가 말했다.

"신경교세포도 마찬가지입니다. 나이가 들면서 신경교세포는 점점 더 준비되고 세월이 흐르면서 과도하게 반응할 준비가 됩니다. 그래서 이제 그들이 이 최상의 상태에 있으므로 수술과 같은 두 번째 도전이 그들을 이전보다 훨씬 더 강하게 폭발하게 만듭니다. 그러면 세 번째 타격인 오피오이드가 생깁니다."

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통제 불능의 미세아교세포가 다양한 심각한 질환의 원인으로 여겨지고 있습니다

미세아교세포의 이러한 "프라이밍"은 알츠하이머병(AD)의 원인일 수도 있습니다. AD의 주요 위험 요인은 나이이며, 미세아교세포가 나이가 들면서 반응할 준비가 더 잘 된다면, 그것은 요인일 수 있습니다. 동시에, AD의 주요 특징 중 하나는 뇌에 아밀로이드 단백질 덩어리가 축적되는 것입니다. 이 과정은 혼란과 기억 상실의 증상이 감지되기 ​​수십 년 전에 시작됩니다. 미세아교세포의 역할 중 하나는 이러한 플라크를 사냥하여 제거하는 것이므로, 시간이 지남에 따라 반복적인 활성화 로 인해 미세아교세포가 영구적으로 불량 모드로 전환될 가능성이 있습니다.

D'Errico는 "뇌에 아밀로이드가 축적되면 미세아교세포의 반응성이 더 높아진다"고 말했습니다.

 

우리는 미세아교세포가 아밀로이드 단백질을 내부화한 다음 다시 방출하기 전에 다른 영역으로 이동할 수 있다는 것을 발견했습니다. – Paolo d'Errico

"그들은 이 모든 염증 신호를 방출하기 시작하지만, 요점은 이 아밀로이드 플라크가 계속 생성되기 때문에 결코 멈추지 않는 지속적인 만성 염증이 있다는 것입니다. 이것은 신경 세포에 정말 독성이 있습니다."

만성적으로 활성화된 미세아교세포는 신경세포를 직접 삼켜 죽이고, 신경세포를 손상시키는 독성 반응성 종을 방출하거나, 시냅스를 "과도하게 가지치기" 시작하여 신경 세포 간의 연결을 파괴할 수 있습니다. 이러한 모든 과정은 궁극적으로 질병의 특징인 혼란, 기억 상실 및 인지 기능 상실로 이어질 수 있습니다.

2021년 연구 에서 , 데리코는 미세아교세포가 독성 아밀로이드 플라크를 뇌 주변으로 운반함으로써 알츠하이머병의 확산에 기여할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

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미세아교세포의 역할 중 하나는 알츠하이머병을 유발하는 플라그를 찾아내 제거하는 것입니다

"알츠하이머병의 초기 단계에는 뇌의 특정 부위에 플라그가 축적되는 것으로 보이는데, 예를 들어 피질, 해마, 후각구 등이 있습니다."라고 d'Errico는 말합니다.

"질병의 후기 단계에서는 영향을 받는 영역이 훨씬 더 많습니다. 우리는 미세아교세포가 아밀로이드 단백질을 내부화한 다음 다른 영역으로 이동한 다음 다시 방출할 수 있다는 것을 발견했습니다."

건망증과 인지 기능 상실과 같은 알츠하이머병의 일부 증상은 롱 코로나로 고통받는 증상과 유사하며, 방황하는 미세아교세포가 "두뇌 안개"의 배후에 있을 가능성도 있습니다. 예를 들어, 미세아교세포가 불량해지는 주요 요인 중 하나는 바이러스 감염의 존재입니다.

"비정상적으로 활성화된 미세아교세포는 뇌의 시냅스를 가지치기 시작할 수 있으며, 이는 인지 기능 저하, 기억 상실 및 뇌 안개 증후군과 관련된 모든 증상으로 이어질 수 있습니다." 브라질 리우데자네이루에 있는 연방 플루미넨시 대학의 신경생물학자인 클라우디오 알베르토 세르파티는 최근의 리뷰 기사에서 이 이론에 대한 증거를 요약했습니다.

이런 새로운 사고방식이 결국 새로운 치료법으로 이어지기 를 바랍니다 .

예를 들어, 현재 미세아교세포의 아밀로이드 파괴 능력을 높이는 것을 목표로 하는 새로운 알츠하이머 약물에 대한 임상 시험이 진행 중입니다. 그러나 모든 알츠하이머 약물과 마찬가지로 이러한 전략은 상당한 신경 세포 사망이 발생하기 전인 질병의 초기 단계에서 가장 효과적일 것입니다.

중독에 대한 한 가지 아이디어는 잘못된 microglia를 약물을 복용하지 않은 사람의 뇌에 존재하는 "정상적인" microglia로 바꾸는 것입니다. microglia replacement 로 알려진 이 개념은 골수 이식을 통해 microglia를 특정 뇌 영역에 이식하는 것을 포함합니다.

그러나 그런 접근 방식은 어려울 것이다. 결국, 활동적인 미세아교세포는 감염과 싸우는 데 필요하며, 사실, 그들은 뇌 기능에 필수적이다.

"이론적으로는 효과가 있을 수 있지만, 뇌 전체의 미세아교세포를 파괴하고 싶지 않다는 것을 명심하세요. 국소적으로 해야 합니다." 왓킨스가 말했습니다. "특정 뇌 영역에 미세아교세포를 미세주입하는 것은 매우 침습적일 것입니다. 그래서 그런 종류의 치료에 안전한 것을 찾아야 한다고 생각합니다."