Selective transfer of exosomes from oligodendrocytes to microglia by macropinocytosis

Abstract

Selektiver Transfer von Exosomen von Oligodendrozyten zu Mikroglia durch Makropinozytose Oligodendrozyten sind die Myelin-bildenden Zellen des zentralen Nervensystems. Dieser Zelltyp bildet während der aktiven Phase der Myelinisierung große Mengen an Zellmembran aus. Zusätzlich werden Membranbestandteile in Form von kleinen Membranvesikeln in den extrazellulären Raum abgegeben, die eine Größe von 50 bis 100 nm haben und als Exosomen bezeichnet werden. Diese Studie befasst sich mit dem Verbleib und der Funktion dieser von Oligodendrozyten in den extrazellulären Raum abgegebenen Exosomen. Wir zeigen, dass Exosomen der Oligodendroglia-Vorläufer Zelllinie Oli-neu and Exosomen von primären Oligodendrozyten effizient und selektiv von Mikroglia internalisiert werden, ohne eine proinflammatorische Reaktion hervorzurufen. Die Aufnahme der Exosomen erfolgt durch Makropinozytose, deren Verlauf zum Teil vom exosomalen Lipid Phosphatidylserin abhängig ist. Typische Phagozytoserezeptoren hingegen sind nicht an der Aufnahme von Exosomen beteiligt. Nach Stimulation von Mikroglia mit inflammatorischen Zytokinen wurden zwei Mikroglia-Subpopulationen identifiziert. Eine der Populationen hat die Fähigkeit zur Antigen-Präsentation durch Expression von Haupthistokompatibilitätskomplex II (MHCII) Komplexen, wohingegen der verbliebene Anteil an Mikroglia keine MHCII Moleküle exprimiert. Interessanterweise erfolgt die Aufnahme von Exoso! men vor allem durch durch Mikroglia ohne Antigen-Präsentationsfähigkeiten. Von diesen Ergebnissen ausgehend schlagen wir vor, dass Oligodendrozyten während der Myelinisierung und der Membranerneuerung anfallende Membranbestandteile über Exosomen sekretieren, um die Degradation durch Mikroglia zu nutzen. Desweiteren unterstützt die Beobachtung einer funktionelle Spezialisierung von Mikroglia die Hypothese, dass eine Heterogenität in der Mikrogliapopulation des zentralen Nervensystems vorhanden ist. Dabei verbleibt es zu klären, ob diese funktionelle Spezialisierung von Mikroglia intrinsisch kodiert oder durch die lokale Umgebung bestimmt wird.