Methylene blue àti àwọn sẹ́ẹ̀lì tó ń ṣètìlẹ́yìn fún ọpọlọ: astrocytes, microglia, àti ìredòdò

Ká sọ pé o ṣe ìdánwò méjì pẹ̀lú àwọ̀ búlúù kan náà, tí o sì rí àbájáde méjì tó fúnni ní ìrètí. Nínú àwo kan, àwọn sẹ́ẹ̀lì ìtìlẹ́yìn tí ìrísí wọn dà bí ìràwọ̀ yè lẹ́yìn tí wọ́n pàdánù ọ́síjìn àti glukosi. Nínú òmíràn, àwọn sẹ́ẹ̀lì ààbò ara nínú ọpọlọ pa ìrísí wọn tó ní ẹ̀ka, tí kò sì fi ìṣiṣẹ́ àṣejù hàn, mọ́ láìka májèlé bakitéríà sí. Ó rọrùn láti fẹ́ darapọ̀ àwọn àbájáde méjèèjì sínú gbólóhùn kan: àwọ̀ náà ń dín ìredòdò ọpọlọ kù, ó sì ń dáàbò bo ọpọlọ. Ibẹ̀ gan-an ni àwọn òǹkàwé tó ń ṣọ́ra yẹ kí wọ́n dúró kí wọ́n sì ronú jinlẹ̀.

Ọpọlọ ní àwùjọ sẹ́ẹ̀lì ìtìlẹ́yìn méjì tí iṣẹ́ wọn yàtọ̀, methylene blue sì dojú kọ ọ̀kọ̀ọ̀kan wọn nípasẹ̀ ohun tó ń ru ìdánwò sókè tó yàtọ̀. Àwọn astrocyte jẹ́ sẹ́ẹ̀lì ìtìlẹ́yìn fún mẹtabólísímù. Wọ́n wà láàárín àwọn ohun èlò ẹ̀jẹ̀ àti àwọn neuron, wọ́n ń yọ glutamate tó pọ̀ jù kúrò, wọ́n ń mú ìwọ̀n potassium dúró ṣinṣin, wọ́n ń tọ́jú glycogen, wọ́n sì ń gbé ohun tí ń pèsè agbára lọ sí àwọn neuron nígbà tí àìní bá pọ̀ sí i lójijì. Àwọn microglia ni àwọn olùṣọ́ ètò ààbò ara tí ń gbé nínú ọpọlọ. Àwọn ẹ̀ka tín-ín-rín wọn ń ṣọ́ àsopọ̀ ara, wọ́n ń rí àwọn àmì bakitéríà àti ìbàjẹ́, nígbà tí ìkìlọ̀ bá sì dé, wọ́n ń fa àwọn ẹ̀ka wọlé sí ìrísí yíká tó dà bí amoeba, tí a ṣe fún rírìn àti gbígbé ohun mì, bí wọ́n ṣe ń tú àwọn molikula ìfiranṣẹ́ sílẹ̀. Àbájáde nínú àwùjọ kan kò kan èkejì láìsí ẹ̀rí, ohun tí a sì wọ̀n nínú ọ̀kọ̀ọ̀kan ló pinnu ohun tí a fi hàn ní ti gidi.

Àwọn astrocyte lábẹ́ ìnira mẹtabólísímù: àkókò ni àbájáde pàtàkì

Ìdánwò astrocyte bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú fífi ohun tí àwọn sẹ́ẹ̀lì nílò dù wọ́n. Àwọn olùwádìí gbin àwọn astrocyte láti ìpele òde ọpọlọ àwọn eku kéékèèké tuntun sínú àwo ìdánwò, wọ́n yọ glukosi àti gbogbo ọ́síjìn fẹ́rẹ̀ẹ́ tán kúrò fún wákàtí mẹ́fà, lẹ́yìn náà wọ́n dá méjèèjì padà fún wákàtí mẹ́rìnlélógún. Èyí jẹ́ àwòṣe yàrá ìwádìí fún ìkọlù ọpọlọ tí ìpadà sísàn ẹ̀jẹ̀ tẹ̀ lé. Nígbà tí methylene blue wà ní àsìkò àìní náà, ìwàláàyè sẹ́ẹ̀lì burú sí i. Nígbà tí a fi kún un ní àsìkò ìpadà ọ́síjìn nìkan, ní 0.1 àti 1 micromolar, ìwàláàyè dára sí i lọ́nà tó ṣe pàtàkì ní ìṣirò, gẹ́gẹ́ bí ìdánwò ìwàláàyè tí ń lo calcein ṣe fi hàn. Ìwádìí astrocyte eku kéékèèké ṣàkọsílẹ̀ ìyàtọ̀ àkókò yìí pẹ̀lú dátà ìmí sẹ́ẹ̀lì.

Ìyàtọ̀ yẹn ni àbájáde tó ṣe pàtàkì jù. Ní àsìkò àìní, ọ́síjìn tí yóò gba àwọn ẹlẹ́ktrọ́nì fẹ́rẹ̀ẹ́ má sí, nítorí náà ètò gbigbe ẹlẹ́ktrọ́nì kò ní ibi tí yóò fi wọ́n sí. Ní àsìkò ìpadà ọ́síjìn, ẹ̀rọ sẹ́ẹ̀lì tún bẹ̀rẹ̀ iṣẹ́, àwọ̀ náà sì ní iṣẹ́ láti ṣe. Àwọn astrocyte tí a fi methylene blue sí lo ọ́síjìn púpọ̀ sí i, wọ́n gba glukosi púpọ̀ sí i, wọ́n ṣe ATP púpọ̀ sí i, wọ́n sì tún àkójọ glycogen wọn kún, pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ hexokinase tó ga sí i, láìsí ìbísí superoxide nínú mitochondria. Àlàyé tí a dábàá ni èyí tí a ti mọ̀ láti inú àlàyé methylene blue gẹ́gẹ́ bí olùgbé ẹlẹ́ktrọ́nì nínú mitochondria: ó ń gbé àwọn ẹlẹ́ktrọ́nì kọjá àwọn ibi tí ó dí nínú pq ìmí sẹ́ẹ̀lì, kí ìmí náà lè tún bẹ̀rẹ̀ lọ́nà mímọ́ dípò kí àwọn ẹlẹ́ktrọ́nì máa jó jáde sínú àwọn ẹ̀yà kẹ́míkà tí ń fèsì ní kíákíá.

Ṣàkíyèsí irú ẹ̀rí tí èyí jẹ́. Ó jẹ́ àbájáde ìwàláàyè àti mẹtabólísímù nínú irú sẹ́ẹ̀lì kan tí a yà sọ́tọ̀, pẹ̀lú àsìkò tí ó ṣiṣẹ́ tí a sọ ní pàtó — àsìkò ìmúpadàbọ̀, kì í ṣe àsìkò àìní — àti ààlà ìfojúsùn tí a sọ ní pàtó. Kò sọ ohunkóhun nípa ìfiranṣẹ́ ètò ààbò ara, kò sì sọ ohunkóhun nípa ìhùwàsí.

Àwọn microglia lábẹ́ ìkìlọ̀ bakitéríà: títún mẹtabólísímù ṣe

Àwọn ìdánwò microglia bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú ohun tó ń ru ìdáhùn sókè tó yàtọ̀ pátápátá: kì í ṣe ebi, bí kò ṣe ìkólù àrùn tí kì í ṣe gidi. Lipopolysaccharide, apá kan lára awọ òde bakitéríà, so mọ́ àwọn olùmọ̀ àmì ètò ààbò ara àbínibí, ó sì mú kí àwọn microglia gbà pé àwọn ohun tó ń fa àrùn ti dé, bí ó tilẹ̀ jẹ́ pé kò sí bakitéríà alààyè kankan. Nínú àwọn eku kéékèèké tí a fún ní lipopolysaccharide àti nínú ìran sẹ́ẹ̀lì microglia tí a gbin sínú àwo ìdánwò, àbájáde náà jẹ́ ètò ìredòdò tí a mọ̀: àwọn ohun tó ń ru ìredòdò sókè pọ̀ sí i, àwọn microglia yí sí ipò M1 tó ní ìṣiṣẹ́ ìkọlù líle, àwọn neuron tó wà lẹ́gbẹ̀ẹ́ kú, iṣẹ́ àwọn ẹranko náà sì burú sí i nínú àwọn ìdánwò ẹ̀kọ́ àti ìrántí.

Ìwádìí ìdáhùn yìí nínú eku kéékèèké tọpasẹ̀ rẹ̀ sí ọ̀nà ìfiranṣẹ́ tó ń mọ ìwọ̀n ọ́síjìn: lipopolysaccharide ń mú kí PHD3, ọ̀kan lára àwọn ensáyímù prolyl hydroxylase mẹ́ta, jáde lọ́pọ̀lọpọ̀ ju bó ṣe yẹ lọ, nípasẹ̀ pq Siah2/Morg1 tó wà ṣáájú rẹ̀. Ní àkókò kan náà, àwọn sẹ́ẹ̀lì tún lílo agbára wọn ṣe sí glycolysis níbi tí ọ́síjìn wà, pẹ̀lú ìbísí àwọn ẹ̀yà ọ́síjìn tí ń fèsì ní kíákíá nínú mitochondria. Àwọn òǹkọ̀wé wọ̀n ìyípadà yìí ní tààrà pẹ̀lú àwọn ìdánwò mẹtabólísímù Seahorse fún lílo ọ́síjìn àti bí àyíká òde sẹ́ẹ̀lì ṣe ń di ásíìdì. Methylene blue yí ìyípadà mẹtabólísímù àti ìjáde PHD3 tó pọ̀ jù méjèèjì padà, ó dín àwọn ohun tó ń ru ìredòdò sókè kù, ó dín ikú neuron kù, ó sì mú kí àmì ìdánwò ìhùwàsí dára sí i. Àwòrán tomografi ìtújáde positron fi ẹ̀rí àwòrán kún un: lipopolysaccharide mú kí gbígba glukosi ní hippocampus pọ̀ sí i lórí FDG-PET, ìtọ́jú náà sì sọ ọ́ kalẹ̀ padà, èyí tó bá mẹtabólísímù ìredòdò tí ó balẹ̀ sí i mu nínú ọpọlọ alààyè.

Àkójọ ìwọ̀n yìí kún fún ìsọfúnni ju ti ìwádìí astrocyte lọ — cytokine, mẹtabólísímù, àwòrán, àti ìhùwàsí àwọn ẹranko — ṣùgbọ́n ó jẹ́ ti ohun tó ń ru ìdáhùn sókè tó yàtọ̀ àti sẹ́ẹ̀lì tó yàtọ̀. Àwọn òǹkàwé tí ń fi méjèèjì wé ara wọn yẹ kí wọ́n ya àwọn ohun tó ru ìdáhùn náà sókè sọ́tọ̀: ìwádìí kan gba àwọn sẹ́ẹ̀lì ìtìlẹ́yìn tí ebi ń pa là ní àsìkò ìmúpadàbọ̀, èkejì sì dín ìkìlọ̀ ìkólù àrùn tí kì í ṣe gidi kù nínú àwọn sẹ́ẹ̀lì ààbò ara.

Àwọn microglia lábẹ́ maikirosikopu: ìrísí gẹ́gẹ́ bí àmì àbájáde

Ìdánwò kẹta wo ìkìlọ̀ bakitéríà kan náà nípasẹ̀ ìrísí nìkan. Nínú àwọn sẹ́ẹ̀lì glia tí a gbin láti ìpele òde ọpọlọ eku ńlá, àwọn microglia ẹgbẹ́ àfiwé tí a fi àwọ̀ hàn fún àmì IBA1 ní ọ̀pọ̀ ẹ̀ka tín-ín-rín: ìrísí olùṣọ́ tó ní ẹ̀ka. Lẹ́yìn wákàtí mẹ́rìnlélógún pẹ̀lú lipopolysaccharide ní 10 micrograms per milliliter, àwọn sẹ́ẹ̀lì náà tẹ́ pẹrẹsẹ sínú ìrísí tó dà bí amoeba, ìwọ̀n ààyè ara sẹ́ẹ̀lì wọn sì pọ̀ sí i nígbà tí gígùn àyíká wọn dúró níbi kan fẹ́rẹ̀ẹ́. Èyí ni àmì jíọ́mẹ́tíríkì pé wọ́n ń di yíká. Methylene blue ní 1 micromolar, tí a fi fún wọn pẹ̀lú májèlé náà, pa àwọn ẹ̀ka wọn mọ́, ó sì mú kí ìwọ̀n ààyè ara àti gígùn àyíká wọn sún mọ́ àwọn ìwọ̀n ẹgbẹ́ àfiwé. Ìwádìí àwọn sẹ́ẹ̀lì eku ńlá tí a gbin sínú àwo ìdánwò fi iye sí ìmúpadàbọ̀ ìrísí yìí nípasẹ̀ ìwọ̀n ààyè ara sẹ́ẹ̀lì àti gígùn àyíká rẹ̀.

Àlàyé méjì mú kí ìwádìí yìí ṣe pàtàkì ju àwòrán lásán lọ. Àkọ́kọ́, menadione tí a lò fún àfiwé, molikula mìíràn tó ń ṣiṣẹ́ nínú ìfèsì redox ní ìfojúsùn kan náà, kò mú ìrísí padà, ní òun nìkan ó sì ti àwọn sẹ́ẹ̀lì sí ìrísí tó fi ìṣiṣẹ́ wọn hàn. Nítorí náà, ipa yìí kì í ṣe ànímọ́ gbogbo àwọn nkan tó ń yípo nínú ìfèsì redox. Èkejì, àwọn òǹkọ̀wé so ipa àwọ̀ náà mọ́ mímú Nrf2 ṣiṣẹ́ — ètò ifosiwewe ìdàkọ ìsọfúnni apilẹ̀ tó wà lẹ́yìn àwọn apilẹ̀ tó ń ṣiṣẹ́ lòdì sí afẹ́fẹ́-ọ́síjìn àti ìredòdò — dípò mímú àwọn nkan tó ń fèsì wọ̀nyí kúrò ní tààrà nìkan. Àwọn àlàyé tó jọmọ́ redox àti ìfiranṣẹ́ ìredòdò fi ìsopọ̀ Nrf2 yìí sínú àyíká tó yẹ.

Síbẹ̀síbẹ̀, ìrísí ni ẹ̀rí tó rẹ́rẹ́ jù nínú àwọn àmì àbájáde mẹ́ta. Sẹ́ẹ̀lì tó ní ẹ̀ka sábà máa ń jẹ́ sẹ́ẹ̀lì tó ń ṣọ́ àyíká, sẹ́ẹ̀lì yíká sì sábà máa ń jẹ́ èyí tí a ti mú ṣiṣẹ́, ṣùgbọ́n ìrísí jẹ́ àmì àrọ́pò, kì í ṣe àkọsílẹ̀ ohun tó ń ṣẹlẹ̀. Àwọn sẹ́ẹ̀lì tí a gbin sínú àwo yìí kò ní sẹ́ẹ̀lì ààbò ara tí ẹ̀jẹ̀ gbé wá, kò ní nẹ́tíwọ́ọ̀kì ìsopọ̀ iṣan ara, kò sì ní àbájáde ìhùwàsí.

Kíka àwọn àbájáde mẹ́ta lẹ́gbẹ̀ẹ́ ara wọn

Àpẹẹrẹ tó hàn jákèjádò àwọn ìlà náà ni pé ohun kọ̀ọ̀kan tó ru ìdáhùn sókè ní ìwọ̀n tirẹ̀ àti ìdáhùn tirẹ̀. Ìmúpadàbọ̀ mẹtabólísímù ń dá ìbéèrè mẹtabólísímù lóhùn. Dátà cytokine àti ìhùwàsí ń dá ìbéèrè ìredòdò lóhùn. Ìrísí ń dá ìbéèrè ìrísí lóhùn. Kò sí ọ̀kan nínú mẹ́tẹ̀ẹ̀ta tó lè dá ìbéèrè ẹ̀ka mìíràn lóhùn fúnra rẹ̀.

Ohun tí àwọn microglia tó dà bí ẹni pé wọ́n balẹ̀ sí i kò fi hàn

Èyí ni gbólóhùn tí gbogbo kókó yìí nílò: àwọn microglia tí ìrísí wọn fi ìṣiṣẹ́ díẹ̀ hàn, tàbí mẹtabólísímù microglia tó ti yí padà, kò fi hàn fúnra rẹ̀ pé iṣẹ́ ọpọlọ ti dára sí i.

Ìrísí lè yí padà láìsí ìyípadà iṣẹ́ tó tẹ̀ lé e. Sẹ́ẹ̀lì lè pa àwọn ẹ̀ka rẹ̀ mọ́ nígbà tí ó ṣì ń tú cytokine sílẹ̀, tàbí kí ó di yíká nígbà tí ó ń ṣe iṣẹ́ tó wúlò bíi yíyọ àjẹkù kúrò. Àwọn ìwọ̀n mẹtabólísímù ní ààlà kan náà: àkọsílẹ̀ Seahorse tàbí àwòrán PET ń fi bí a ṣe ń ṣàkóso agbára hàn, kì í ṣe agbára ìrònú àti òye. Ìwádìí eku kéékèèké tí ó so àwọn ìwọ̀n mẹtabólísímù àti àwọn àmì tó jọ ìrísí pọ̀ mọ́ ìdánwò ìhùwàsí lágbára sí i nítorí pé ó kó àwọn ipele ẹ̀rí pọ̀, dípò kí ó béèrè pé kí ìwọ̀n kan ṣoṣo gbé gbogbo ìparí náà ró. Àní níbẹ̀, àwọn ààlà tí a mọ̀ ṣì kan án, nítorí lipopolysaccharide ń ṣe àwòṣe ìkìlọ̀ tí kò ní kòkòrò àrùn alààyè dípò ìkólù àrùn gidi, eku kéékèèké kì í ṣe ènìyàn, àwọn òǹkọ̀wé fúnra wọn sì tọ́ka sí ìyàtọ̀ láàárín àwọn ẹ̀yà ẹranko. Ẹnikẹ́ni tó ń gbero iṣẹ́ ìwádìí tó tẹ̀ lé yẹ kí ó ronú lórí bí àwọn àbájáde microglia ṣe lè kan àwọn àwòṣe mìíràn kí ó tó rò pé ọ̀nà ìfiranṣẹ́ náà ń ṣiṣẹ́ bákan náà nínú àsopọ̀ ènìyàn.

Ìtumọ̀ tó wúlò kan tẹ̀ lé èyí nípa àkókò. Àbájáde astrocyte fi hàn pé fífúnni ní kutukutu ń mú àbájáde burú sí i, ṣùgbọ́n fífúnni ní àsìkò ìmúpadàbọ̀ ń mú un dára sí i. Àwọn àbájáde microglia wá láti fífúnni ní àkókò tó sún mọ́ ohun tó ru ìredòdò sókè. Ìpalára ọpọlọ ní ìgbésí ayé gidi ń da àwọn ipele méjèèjì pọ̀ ní àkókò kan náà: ìkùnà agbára àti ìkìlọ̀ ètò ààbò ara, tí ń yí padà láàárín ọ̀pọ̀ wákàtí. Ìdánwò tó ya ipele kan sọ́tọ̀ kò lè pinnu ìṣètò àkókò fún ipò tí àwọn méjèèjì ti darapọ̀. Ìdí nìyẹn tí àwọn ìjíròrò nípa àsìkò fífúnni fi ń ya àtòjọ àkókò àìní àti ti ìredòdò sọ́tọ̀.

Àkótán òtítọ́ náà lè wọ inú ìpínrọ̀ kan. Nínú àwọn astrocyte tí a yà sọ́tọ̀, methylene blue tí a fún ní àsìkò ìpadà ọ́síjìn ń tún ìmí sẹ́ẹ̀lì bẹ̀rẹ̀, ó sì ń gba àwọn sẹ́ẹ̀lì là. Nínú àwọn microglia tí apá kan lára bakitéríà ru ìdáhùn wọn sókè, ó ń yí ètò mẹtabólísímù ìredòdò padà nípasẹ̀ ọ̀nà ìfiranṣẹ́ PHD3 kan ní pàtó, ó sì ń pa ìrísí ìsinmi mọ́. Àbájáde kọ̀ọ̀kan jẹ́ gidi láàárín ètò ìdánwò tirẹ̀, kò sì sí èyíkéyìí tó jẹ́ ìdájọ́ gbogbogbò lórí ìredòdò ọpọlọ. Àfiwé àwọn sẹ́ẹ̀lì glia wúlò gan-an nítorí pé ó ń dí àwọn ìtàn méjèèjì lọ́wọ́ láti dà pọ̀ sí ìtàn kan.