Ökad kunskap om hjärnans utveckling och kognitiva förmåga

Utöver att erbjuda bättre förståelse kring hjärnans utveckling kan forskningsresultaten ge nya ledtrådar om hur avvikelser i den neurologiska utvecklingen och neurodegenerativa störningar i hjärnan kan hanteras.

Kognitiv förmåga handlar om hjärnans möjlighet att ta emot, lagra, bearbeta och plocka fram information. Störningar i kognitiv förmåga kan leda till svårigheter att lära och utvecklas. Kognitiva nedsättningar kan även göra det svårt att fokusera och följa en instruktion.

Kognitiv försämring är en vanlig effekt vid störningar i den neurologiska utvecklingen (t ex vid autism och hyperaktivitet) och neurodegenerativa störningar (som Alzheimers sjukdom eller demens). Dessa neurologiska sjukdomar uppvisar en könsskillnad, där de är vanligare hos män än kvinnor. Den kognitiva förmågan är starkt beroende av ett noggrant etablerat och funktionellt neuronalt kolinergiskt system.

I en studie publicerad i tidskriften Nature Neuroscience beskriver ett internationellt forskarlag under ledning från Institutet för miljömedicin (IMM), Karolinska Institutet och Universidad de Sevilla i Spanien, hur en viss delmängd av mikroglia, hjärnans immunceller, uttrycker enzymet Arginase-1, och hur de celler som forskarlaget namngett ARG1+microglia bidrar till etableringen av det neuronala kolinergiska systemet under tidig postnatal utveckling i mus.

Med hjälp av bilddiagnostik av hjärnan visade sig ARG1 + mikroglia vara lokaliserade i specifika regioner av den utvecklande mushjärnan, främst i den basala framhjärnan och ventrala striatum, där kropparna av kolinerga neuroner finns i stort antal. Ett genomomfattande RNA-sekvenseringsanalys visade att ARG1 + mikroglia uppvisar en distinkt genuttrycksprofil, jämfört med ARG1-icke-uttryckande mikroglia. Ytterligare avbildning på ultrastrukturell nivå med hjälp av elektronmikroskopi avslöjade vidare att neuronalt material hittades i ARG1 + mikroglia. Brist på ARG1+microglia-subtypen hos möss var associerad med försämrad mognad och funktion av de projektioner som gjorts av kolinerga neuroner i hippocampus, en hjärnregion som är väsentlig för kognitiva funktioner. Slutligen uppvisades kognitiva beteendebrister endast hos ARG1 + mikroglia-bristmöss av honkön.