Микроглия сетчатки: физиологическая роль и участие в патологических процессах (обзор литературы)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Микроглиальные клетки являются резидентными макрофагами сетчатки и выполняют ключевую роль в поддержании ее гомеостаза. Двойственная природа этих клеток как факторов нормального развития и функционирования нервной ткани, с одной стороны, и их участие в патогенезе различных нейродегенеративных процессов, с другой – определяют актуальность исследования вклада этого компонента врожденного иммунитета в развитие и прогрессирование патологических процессов в сетчатке.

Цель исследования: проанализировать литературные данные и обобщить наиболее значимые аспекты функционирования микроглии в физиологических условиях и при некоторых ретинальных заболеваниях.

Результаты исследования: в ходе анализа литературных данных показаны особенности функционирования клеток микроглии в здоровой сетчатке, а также при таких заболеваниях, как возрастная макулярная дегенерация, глаукома и диабетическая ретинопатия.

Заключение: микроглия играет важную двойственную роль в сетчатке, участвуя как в поддержании ее нормального функционирования, так и в развитии патологических процессов. В связи с этим наиболее перспективными терапевтическими стратегиями представляются те, которые направлены не на полное блокирование микроглиальной активности, а на модуляцию ее провоспалительных реакций и усиление нейропротекторного потенциала.

Об авторах

Михаил Петрович Ручкин

Тихоокеанский государственный медицинский университет; Приморский центр микрохирургии глаза

Автор, ответственный за переписку.
Email: michaelr-n@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8966-3120

кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры офтальмологии и оториноларингологии, врач-офтальмолог

Россия, Владивосток; Владивосток

Елена Владимировна Маркелова

Тихоокеанский государственный медицинский университет

Email: markev2010@mail.ru

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной и патологической физиологии

Россия, Владивосток

Глеб Арнольдович Федяшев

Тихоокеанский государственный медицинский университет; Приморский центр микрохирургии глаза

Email: fediashev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2440-6059

доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой офтальмологии и оториноларингологии, главный врач

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Hoon M., Okawa H., Santina L.C., Wong R. Functional architecture of the retina: Development and disease. Progress in Retinal and Eye Research. 2014;42:44–84. doi: 10.1016/j.preteyeres.2014.06.003.
  2. Vecino E., Rodriguez F.D., Ruzafa N., Pereiro X., Sharma S.C. Glia – neuron interactions in the mammalian retina. Progress in Retinal and Eye Research. 2016;51:1–40. doi: 10.1016/j.preteyeres.2015.06.003.
  3. Goldman D. Müller glial cell reprogramming and retina regeneration. Nature Reviews Neuroscience. 2014;15:431–42. doi: 10.1038/nrn3723.
  4. Fernández-Sánchez L., Lax P., Campello L., Pinilla I., Cuenca N. Astrocytes and Müller cell alterations during retinal degeneration in a transgenic rat model of retinitis pigmentosa. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2015;9:484. doi: 10.3389/fncel.2015.00484.
  5. Rashid K., Akhtar-Schaefer I., Langmann T. Microglia in retinal degeneration. Frontiers in Immunology. 2019;10:1975. doi: 10.3389/fimmu.2019.01975.
  6. Wang S.K., Cepko C.L. Targeting microglia to treat degenerative eye diseases. Frontiers in Immunology. 2022;13:843558. doi: 10.3389/fimmu.2022.843558.
  7. Li X., Yu Z., Li H., Yuan Y., Gao X., Kuang H. Retinal microglia polarization in diabetic retinopathy. Visual Neuroscience. 2021;38:E006. doi: 10.1017/S0952523821000031.
  8. Huang Y., Xu Z., Xiong S., Qin G., Sun F., Yang J. Dual extra-retinal origins of microglia in the model of retinal microglia repopulation. Cell Discovery. 2018;4:9. doi: 10.1038/s41421-018-0011-8
  9. Zhang Y., Zhao L., Wang X., Ma W., Lazere A., Qian H. Repopulating retinal microglia restore endogenous organization and function under CX3CL1-CX3CR1 regulation. Science Advances. 2018;4:eaap8492. doi: 10.1126/sciadv.aap8492.
  10. Schafer D.P., Lehrman E.K., Kautzman A.G., Koyama R., Mardinly A.R., Yamasaki R. Microglia sculpt postnatal neural circuits in an activity and complement-dependent manner. Neuron. 2012;74:691–705. doi: 10.1016/j.neuron.2012.03.026.
  11. Wang X., Zhao L., Zhang J., Fariss R.N., Ma W., Kretschmer F. Requirement for microglia for the maintenance of synaptic function and integrity in the mature retina. Journal of Neuroscience. 2016;36:2827–42. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3575-15.2016.
  12. Kierdorf K., Prinz M. Factors regulating microglia activation. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2013;7:44. doi: 10.3389/fncel.2013.00044.
  13. Huang R., Lan Q., Chen L., Zhong H., Cui L., Jiang L. CD200Fc attenuates retinal glial responses and RGCs apoptosis after optic nerve crush by modulating CD200/CD200R1 interaction. Journal of Molecular Neuroscience. 2018;64:200–10. doi: 10.1007/s12031-017-1020-z.
  14. Karlstetter M., Kopatz J., Aslanidis A., Shahraz A., Caramoy A., Linnartz-Gerlach B. Polysialic acid blocks mononuclear phagocyte reactivity, inhibits complement activation, and protects from vascular damage in the retina. EMBO Molecular Medicine. 2017;9:154–66. doi: 10.15252/emmm.201606627.
  15. Linnartz-Gerlach B., Mathews M., Neumann H. Sensing the neuronal glycocalyx by glial sialic acid binding immunoglobulin-like lectins. Neuroscience. 2014;275:113–24. doi: 10.1016/j.neuroscience.2014.05.061.
  16. Huang L., Xu W., Xu G. Transplantation of CX3CL1-expressing mesenchymal stem cells provides neuroprotective and immunomodulatory efects in a rat model of retinal degeneration. Ocular Immunology Inflammation. 2013;21:276–85. doi: 10.3109/09273948.2013.791925.
  17. Zabel M.K., Zhao L., Zhang Y., Gonzalez S.R., Ma W., Wang X. Microglial phagocytosis and activation underlying photoreceptor degeneration is regulated by CX3CL1-CX3CR1 signaling in a mouse model of retinitis pigmentosa. Glia. 2016;64:1479–91. doi: 10.1002/glia.23016.
  18. Zhao N., Hao X.N., Huang J.M., Song Z.M., Tao Y. Crosstalk between microglia and Müller glia in the age-related macular degeneration: role and therapeutic value of neuroinflammation. Aging Diseases. 2024;15(3):1132-1154. doi: 10.14336/AD.2023.0823-3.
  19. Gupta N., Shyamasundar S., Patnala R., Karthikeyan A., Arumugam T.V., Ling E. Recent progress in therapeutic strategies for microglia-mediated neuroinflammation in neuropathologies. Expert Opinion in Therapeutic Targets. 2018;22:765–81. doi: 10.1080/14728222.2018.1515917
  20. Bellver-Landete V., Bretheau F., Mailhot B., Vallières N., Lessard M., Janelle M. Microglia are an essential component of the neuroprotective scar that forms after spinal cord injury. Nature Communications. 2019;10:518. doi: 10.1038/s41467-019-08446-0
  21. Madeira M.H., Boia R., Santos P.F., Ambrósio A.F., Santiago A.R. Contribution of microglia-mediated neuroinflammation to retinal degenerative diseases. Mediators of Inflammation. 2015;2015:673090. doi: 10.1155/2015/673090
  22. Karlstetter M., Ebert S., Langmann T. Microglia in the healthy and degenerating retina: insights from novel mouse models. Immunobiology. 2010;215:685–91. doi: 10.1016/j.imbio.2010.05.010
  23. Vyawahare H., Shinde P. Age-related macular degeneration: epidemiology, pathophysiology, diagnosis, and treatment. Cureus. 2022;14(9):e29583. doi: 10.7759/cureus.29583.
  24. Deng Y., Qiao L., Du M., Qu C., Wan L., Li J., Huang L. Age-related macular degeneration: epidemiology, genetics, pathophysiology, diagnosis, and targeted therapy. Genes & Diseases. 2022;9(1):62–79. doi: 10.1016/j.gendis.2021.02.009.
  25. Chichagova V., Hallam D., Collin J., Zerti D., Dorgau B., Felemban M. Cellular regeneration strategies for macular degeneration: past, present and future. Eye. 2018;32:946–71. doi: 10.1038/s41433-018-0061-z.
  26. Taskintuna I., Elsayed M., Schatz P. Update on clinical trials in dry age-related macular degeneration. Middle East African Journal of Ophthalmology. 2016;23:13–26. doi: 10.4103/0974-9233.173134
  27. Schick T., Steinhauer M., Aslanidis A., Altay L., Karlstetter M., Langmann T. Local complement activation in aqueous humor in patients with age-related macular degeneration. Eye. 2017;31:810–3. doi: 10.1038/eye.2016.328.
  28. Jonas J.B., Tao Y., Neumaier M., Findeisen P. Cytokine concentration in aqueous humour of eyes with exudative age-related macular degeneration. Acta Ophthalmologica. 2012;90:e381–8. doi: 10.1111/j.1755-3768.2012.02414.
  29. Garg A., Nanji K., Tai F., Phillips M., Zeraatkar D., Garg S. et al. The effect of complement C3 or C5 inhibition on geographic atrophy secondary to age-related macular degeneration: A living systematic review and meta-analysis. Survey of Ophthalmology. 2024; 69(3):349–361. doi: 10.1016/j.survophthal.2023.11.008.
  30. Nebel C., Aslanidis A., Rashid K., Langmann T. Activated microglia trigger inflammasome activation and lysosomal destabilization in human RPE cells. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2017;484:681–6. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.01.176.
  31. Tseng W.A., Thein T., Kinnunen K., Lashkari K., Gregory M.S., D’Amore P.A. NLRP3 inflammasome activation in retinal pigment epithelial cells by lysosomal destabilization: implications for age-related macular degeneration. Investigation Opthalmology Visual Sciences. 2013;54:110–20. doi: 10.1167/iovs.12-10655.
  32. Zheng X., Wan J., Tan G. The mechanisms of NLRP3 inflammasome/pyroptosis activation and their role in diabetic retinopathy. Frontiers in Immunology. 2023;14:1151185. doi: 10.3389/fimmu.2023.1151185.
  33. Krantz M., Eklund D., Särndahl E., Hedbrant A. A detailed molecular network map and model of the NLRP3 inflammasome. Frontiers in Immunology. 2023;14:1233680. doi: 10.3389/fimmu.2023.1233680.
  34. Нероев В.В., Михайлова Л.А., Малишевская Т.Н., Петров С.Ю., Филиппова О.М. Эпидемиология глаукомы в Российской Федерации. Российский офтальмологический журнал. 2024;17(3):7–12. doi: 10.21516/2072-0076-2024-17-3-7-12.
  35. Trivli A., Koliarakis I., Terzidou C., Goulielmos G.N., Siganos C.S, Spandidos D.A. et al. Normal-tension glaucoma: Pathogenesis and genetics. Experimental and therapeutic medicine. 2019;17(1):563–574. doi: 10.3892/etm.2018.7011.
  36. Гндоян И.А., Кузнецова Н.А., Куштарева Л.Б. Мониторинг некоторых морфометрических показателей зрительного нерва и сетчатки у лиц без глаукомы и пациентов с первичной открытоугольной глауокмой в условиях использования различных видов очковой коррекции. Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2024;21(3):48–54. doi: 10.19163/1994-9480-2024-21-3-48-54.
  37. Vishwaraj C.R., Srinivasan K., Rengaraj V., Garg S.A., Premanand C., Shweta T. Neuroprotection in glaucoma. Indian Journal of Ophthalmology. 2022;70(2):380–385. doi: 10.4103/ijo.IJO_1158_21.
  38. Vernazza S., Tirendi S., Bassi A.M., Traverso C.E., Saccà S.C. Neuroinflammation in Primary Open-Angle Glaucoma. Journal of Clinical Medicine. 2020;9(10):3172. doi: 10.3390/jcm9103172.
  39. Chua J., Vania M., Cheung C.M., Ang M., Chee S.P., Yang H. Expression profile of inflammatory cytokines in aqueous from glaucomatous eyes. Mol Vis. 2012;18:431–8.
  40. Черных В.В., Коненков В.И., Ермакова О.В., Орлов Н.Б., Обухова О.О., Еремина А.В. и др. Содержание цитокинов и факторов роста во внутриглазной жидкости у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой. Бюллетень сибирской медицины. 2019;18(1):257–265. doi: 10.20538/1682-0363-2019-1-257-265.
  41. Zeng H.L., Shi J.M. The role of microglia in the progression of glaucomatous neurodegeneration- a review. International Journal of Ophthalmology. 2018;11:143–9. doi: 10.18240/ijo.2018.01.22.
  42. Ishikawa M., Yoshitomi T., Zorumski C.F., Izumi Y. Experimentally induced mammalian models of Glaucoma. Biomed Research International. 2015;2015:281214. doi: 10.1155/2015/281214.
  43. Bosco A., Steele M.R., Vetter M.L. Early microglia activation in a mouse model of chronic glaucoma. Journal of Comparative Neurology. 2011;519:599–620. doi: 10.1002/cne.22516.
  44. Roh M., Zhang Y., Murakami Y., Thanos A., Lee S.C., Vavvas D.G. Etanercept, a widely used inhibitor of tumor necrosis factor-α (TNF-α), prevents retinal ganglion cell loss in a rat model of glaucoma. PLoS ONE. 2012;7:e40065. doi: 10.1371/journal.pone.0040065.
  45. Echevarria F.D., Formichella C.R., Sappington R.M. Interleukin-6 deficiency attenuates retinal ganglion cell axonopathy and glaucoma-related vision loss. Frontiers in Neuroscience. 2017;11:318. doi: 10.3389/fnins.2017.00318.
  46. Echevarria F.D., Rickman A.E., Sappington R.M. Interleukin-6: a constitutive modulator of glycoprotein 130, neuroinflammatory and cell survival signaling in retina. Journal of Clinical and Cellular Immunology. 2016;7:439. doi: 10.4172/2155-9899.1000439.
  47. Ghasemi H. Roles of IL-6 in Ocular Inflammation: A Review. Ocular Immunology and Inflammation. 2017;26(1):37–50. doi: 10.1080/09273948.2016.1277247.
  48. Saraiva M., Vieira P., O’garra A. Biology and therapeutic potential of interleukin-10. Journal of Experimental Medicine. 2019;217(1):e20190418. doi: 10.1084/jem.20190418.
  49. Ulhaq Z.S., Soraya G.V., Hasan Y.T. Serum IL-6/IL-10 ratio as a biomarker for the diagnosis and severity assessment of primary-open angle glaucoma. European Journal of Ophthalmology. 2021;32(4):2259–2264. doi: 10.1177/11206721211037133.
  50. Нероев В.В., Зайцева О.В., Михайлова Л.А. Распространенность диабетической ретинопатии в Российской Федерации по данным федеральной статистики. Российский офтальмологический журнал. 2023;16(3):7–11. doi: 10.21516/2072-0076-2023-16-3-7-11.
  51. Bianco L., Arrigo A., Aragona E., Antropoli A., Berni A., Saladino A., Bandello F. Neuroinflammation and neurodegeneration in diabetic retinopathy. Frontiers in Aging Neuroscience. 2022;14:937999. doi: 10.3389/fnagi.2022.937999.
  52. Mason R.H., Minaker S.A., Lahaie Luna G., Bapat P., Farahvash A., Garg A. et al. Changes in aqueous and vitreous inflammatory cytokine levels in proliferative diabetic retinopathy: a systematic review and meta-analysis. Eye. 2022;2022:1–51. doi: 10.1038/s41433-022-02127-x.
  53. Билецкая В.А., Липатов Д.В., Саяпина И.Ю., Фролов М.А., Сургуч В.К. Маркеры пролиферативной диабетической ретинопатии. Офтальмология. 2022;19(3): 557–564. doi: 10.18008/1816-5095-2022-3-557-564.
  54. Fragiotta S., Pinazo-Durán M.D., Scuderi G. Understanding neurodegeneration from a clinical and therapeutic perspective in early diabetic retinopathy. Nutrients. 2022;14(4);792. doi: 10.3390/nu14040792.
  55. Ручкин М.П., Маркелова Е.В., Федяшев Г.А. Роль нейропептидов в развитии нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии. Тихоокеанский медицинский журнал. 2022;3:32–35. doi: 10.34215/1609-1175-2022-3-32-35.
  56. Ручкин М.П., Маркелова Е.В., Федяшев Г.А., Ющук В.Н. Роль цитокинов, нейропептидов и матриксных металлопротеиназ в иммунопатогенезе нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии. Российский иммунологический журнал. 2022;25(4):515–520. doi: 10.46235/1028-7221-1157-ROC.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Ручкин М.П., Маркелова Е.В., Федяшев Г.А., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).