阿爾茨海默病、多發(fā)性硬化癥、自閉癥、精神分裂癥以及許多其他神經(jīng)和精神疾病都與大腦中的炎癥有關(guān)。越來(lái)越多的證據表明，免疫細胞和分子在大腦的正常發(fā)育和功能中也發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。但是新興的神經(jīng)免疫學(xué)領(lǐng)域的核心在于一個(gè)謎團：免疫系統如何知道大腦中發(fā)生了什么？一代又一代的學(xué)生被告知，大腦是免疫豁免的，這意味著(zhù)免疫系統在很大程度上避開(kāi)了大腦。
如今，在一項新的研究中，來(lái)自美國華盛頓大學(xué)圣路易斯醫學(xué)院的研究人員認為他們弄清楚了免疫系統如何監視大腦中發(fā)生的事情。免疫細胞駐扎在腦膜---覆蓋大腦和脊髓的組織---中，當液體從大腦中被沖洗出來(lái)時(shí)，它們在那里取樣。這些研究人員說(shuō)，如果這些細胞檢測到感染、疾病或損傷的跡象，它們就會(huì )準備啟動(dòng)免疫反應來(lái)面對這個(gè)問(wèn)題。這些研究結果開(kāi)啟了將靶向位于這種監視部位的免疫細胞作為治療由大腦炎癥驅動(dòng)的疾病的一種手段的可能性。相關(guān)研究結果于2021年1月27日在線(xiàn)發(fā)表在Cell期刊上，論文標題為“Functional characterization of the dural sinuses as a neuroimmune interface”。
圖片來(lái)自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2020.12.040
論文通訊作者、華盛頓大學(xué)圣路易斯醫學(xué)院病理學(xué)與免疫學(xué)教授Jonathan Kipnis博士說(shuō)，“身體的每個(gè)器官都被免疫系統監視。如果身體任何地方有腫瘤、受傷和感染，免疫系統必須知道這一點(diǎn)。但人們說(shuō)，大腦是個(gè)例外；如果你的大腦有問(wèn)題，免疫系統就會(huì )讓它發(fā)生。這對我來(lái)說(shuō)說(shuō)不通。我們發(fā)現，確實(shí)存在著(zhù)對大腦的免疫監視---只是發(fā)生在大腦之外。如今我們知道它發(fā)生在哪里了，這為調控免疫系統提供了很多新的可能性?！?/p>
2015年，Kipnis及其同事們發(fā)現了一個(gè)血管網(wǎng)絡(luò )將液體和小分子從大腦排入淋巴結，免疫反應在那里啟動(dòng)。這一發(fā)現證明了大腦和免疫系統之間的直接物理聯(lián)系。但是這個(gè)血管網(wǎng)絡(luò )代表了大腦的一個(gè)出口。目前仍不清楚免疫細胞從哪里進(jìn)入或監視大腦。
Kipnis和論文第一作者、博士后研究員Justin Rustenhoven開(kāi)始尋找免疫系統進(jìn)入大腦的通道。他們發(fā)現了一個(gè)線(xiàn)索，那就是含有離開(kāi)大腦的液體的血管與硬腦膜中的竇并行，其中硬腦膜是頭骨下方的的堅硬外層。硬腦膜竇含有攜帶免疫細胞的血液，缺乏其他地方使血液與大腦分離的緊密屏障。
實(shí)驗表明，硬腦膜竇中充滿(mǎn)了來(lái)自大腦的分子和血液中攜帶的免疫細胞。存在多種免疫細胞，其中的一些免疫細胞可以從血液中獲取并顯示可疑分子，另一些則可以?huà)呙杩梢煞肿硬ζ溥M(jìn)行防御。
Kipnis說(shuō)，“想象一下，如果你的鄰居每天都會(huì )翻看你的垃圾。如果他們開(kāi)始在你的垃圾桶里發(fā)現沾有血跡的毛巾，他們就知道有問(wèn)題了。免疫系統也是如此。如果巡邏的免疫細胞看到腫瘤抗原或來(lái)自大腦的感染跡象，這些細胞就知道有問(wèn)題了。它們會(huì )把這些證據帶到免疫總部，也就是淋巴結，并啟動(dòng)免疫反應?！?/p>
這些研究結果表明，免疫系統從遠處觀(guān)察大腦，只有在發(fā)現問(wèn)題時(shí)才會(huì )進(jìn)入。這可能解釋為什么大腦長(cháng)期以來(lái)被認為是免疫豁免的。
Rustenhoven說(shuō)，“大腦中的免疫活動(dòng)可能是非常有害的。它可以殺死神經(jīng)元并導致腫脹。大腦不能容忍太多的腫脹，這是因為頭蓋骨是一個(gè)固定的體積。所以免疫監視被推到了邊界，在那里細胞仍然可以監視大腦，但不會(huì )有損害大腦的風(fēng)險?！?/p>
多發(fā)性硬化癥是一種退行性疾病，在這種疾病中，免疫系統會(huì )攻擊神經(jīng)上的保護鞘，導致大腦和身體其他部位之間出現溝通問(wèn)題。其中的原因尚不清楚。這些研究人員利用多發(fā)性硬化癥的小鼠模型發(fā)現，疾病的啟動(dòng)引發(fā)了激活的免疫細胞在硬腦膜竇中的大量積累，這表明有害的免疫反應可能從硬腦膜開(kāi)始并擴散到大腦。
硬腦膜竇在神經(jīng)炎癥性疾病中的作用還需要開(kāi)展進(jìn)一步的研究工作來(lái)驗證。但是，硬腦膜竇的位置僅在顱骨內側血腦屏障可及的一側，這表明有可能靶向這個(gè)區域中的免疫系統。
Kipnis說(shuō)，“如果這是一個(gè)通往大腦的通道，我們可以嘗試用旨在阻止過(guò)度激活的免疫細胞進(jìn)入大腦的療法來(lái)操縱這個(gè)區域。硬腦膜離表面很近，因此我們甚至可以通過(guò)頭骨遞送藥物。理論上，你可以想出一種軟膏，它通過(guò)顱骨擴散到硬腦膜。我們可能找到了許多神經(jīng)免疫學(xué)病癥的炎癥反應開(kāi)啟的地方，對此我們可以做很多事情?！保ㄉ锕?Bioon.com）
參考資料：
1.Justin Rustenhoven et al. Functional characterization of the dural sinuses as a neuroimmune interface. Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2020.12.040.
2.How does the immune system keep tabs on the brain?
https://medicalxpress.com/news/2021-01-immune-tabs-brain.html
聯(lián)系客服
