Microglia are crucial for maintaining brain health and neuron function. Here, we report that microglia establish connections with neurons using tunneling nanotubes (TNTs) in both physiological and pathological conditions. These TNTs facilitate the rapid exchange of organelles, vesicles, and proteins. In neurodegenerative diseases like Parkinson’s and Alzheimer’s disease, toxic aggregates of alpha-synuclein (α-syn) and tau accumulate within neurons. Our research demonstrates that microglia use TNTs to extract neurons from these aggregates, restoring neuronal health. Additionally, microglia share their healthy mitochondria with burdened neurons, reducing oxidative stress and normalizing gene expression. Disrupting mitochondrial function with antimycin A before TNT formation eliminates this neuroprotection. Moreover, co-culturing neurons with microglia and promoting TNT formation rescues suppressed neuronal activity caused by α-syn or tau aggregates. Notably, TNT-mediated aggregate transfer is compromised in microglia carrying Lrrk22(Gly2019Ser) or Trem2(T66M) and (R47H) mutations, suggesting a role in the pathology of these gene variants in neurodegenerative diseases.

中文翻译：

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小胶质细胞通过隧道式纳米管将神经元从聚集体诱导的神经元功能障碍和死亡中拯救出来


小胶质细胞对于维持大脑健康和神经元功能至关重要。在这里，我们报道了小胶质细胞在生理和病理条件下使用隧道纳米管 （TNT） 与神经元建立连接。这些 TNT 促进细胞器、囊泡和蛋白质的快速交换。在帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病中，α-突触核蛋白 （α-syn） 和 tau 的毒性聚集体在神经元内积累。我们的研究表明，小胶质细胞使用 TNT 从这些聚集体中提取神经元，从而恢复神经元健康。此外，小胶质细胞与负重的神经元共享健康的线粒体，减少氧化应激并使基因表达正常化。在 TNT 形成之前用抗霉素 A 破坏线粒体功能会消除这种神经保护。此外，将神经元与小胶质细胞共培养并促进 TNT 形成可以挽救由 α-syn 或 tau 聚集体引起的抑制神经元活动。值得注意的是，TNT 介导的聚集体转移在携带 Lrrk22 （Gly2019Ser） 或 Trem2 （T66M） 和 （R47H） 突变的小胶质细胞中受到损害，表明这些基因变异在神经退行性疾病的病理学中发挥作用。