重磅！首次发现大脑中存在少量辅助性T细胞，并揭示它们在大脑发育中的新作用

来源：生物谷
大脑中是否能发现白细胞一直存在争议，它们可能发挥什么作用在此之前完全是个谜。在一项新的开创性研究中，来自比利时VIB大脑与疾病研究中心、鲁汶大学和英国巴布拉汉研究所的研究人员描述了在小鼠和人类大脑中发现的一个专门的大脑驻留免疫细胞群体，并发现白细胞的存在对小鼠大脑的正常发育至关重要。相关研究结果于2020年7月22日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Microglia Require CD4 T Cells to Complete the Fetal-to-Adult Transition”。论文通讯作者为Adrian Liston教授。

      

图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.06.026。
就像一个高度设防的总部，我们的大脑通过血脑屏障享有特殊的保护，不受身体其他部位循环的东西影响。这个高度选择性的边界确保了从血液到大脑的通道受到严格的控制。
血脑屏障也将大脑与我们身体的免疫系统分隔开来，这就是为什么大脑也有它自己的称为小胶质细胞的驻留免疫细胞，它们可触发炎症和组织修复。小胶质细胞在胚胎发育过程中到达大脑，之后，它们会自我更新。
然而，作为我们免疫系统的一部分，白细胞已经被发现在不同的脑部疾病中发挥作用，包括多发性硬化症、阿尔茨海默病和帕金森病或中风。白细胞是否也能在健康的大脑中找到，以及它们在那里可能发挥何种作用，一直是人们激烈争论的主题。由Liston教授领导的一个跨学科研究团队开始寻找答案。
大脑中的白细胞
论文共同第一作者、巴布拉汉研究所的Oliver Burton博士解释道，“对白细胞的误解来自于它们的名字。这些'免疫细胞'不仅仅存在于血液中。它们不断地在我们身体周围循环，并进入我们所有的器官，包括大脑。我们只是刚刚开始发现白细胞离开血液时发挥的作用。这项研究表明，它们充当着中间人的角色，将信息从身体其他部位传递到大脑环境中。”
这些研究人员对小鼠和人类大脑组织中存在的少量但独特的大脑驻留辅助性T细胞群体进行了定量确定和表征。T细胞是一种特殊类型的白细胞，专门扫描细胞表面以寻找感染存在的证据，并引发适当的免疫反应。新技术使得这些研究人员能够非常详细地研究这些细胞，包括循环T细胞进入大脑并开始出现大脑驻留T细胞特征的过程。
论文共同第一作者、巴布拉汉研究所的Carlos Roca博士说，“在这项研究中，我们不仅引入了免疫学、神经科学和微生物学的专业知识，还引入了计算机科学和应用数学的专业知识。新的数据分析方法使得我们能够对我们在大脑中发现的白细胞的生物学特性的理解达到更深层次。”
一种进化作用
当辅助性T细胞在大脑中缺失时，这些研究人员发现，小鼠大脑中的常驻免疫细胞--小胶质细胞---仍然停留在胎儿和成人发育状态之间。通过观察发现，缺乏大脑T细胞的小鼠在行为上出现了多种变化。他们的分析指出，大脑驻留T细胞在大脑发育中发挥了重要作用。如果T细胞参与了小鼠大脑的正常发育，那么人类是否也会如此呢？
Liston说，“在小鼠中，在出生时免疫细胞的进入浪潮触发了大脑发育的开关。不过人类的妊娠期比小鼠长得多，我们不知道免疫细胞进入大脑的时间。这是否发生在出生前？是否延迟到出生后？进入时间的改变是否有助于促进人类认知能力的增强？”
这些发现开启了关于大脑和我们的免疫系统如何相互作用的一系列新问题。论文共同第一作者、VIB大脑与疾病研究中心的Emanuela Pasciuto博士说，“在这个项目上开展研究真地很令人兴奋。我们了解到很多关于我们的免疫系统如何改变我们的大脑以及我们的大脑如何改变我们的免疫系统的信息。这两者之间的相互联系远比我们之前想象的要紧密得多。”
Liston说，这项研究还揭示了大脑与肠道微生物组之间存在的关联性。“如今我们肠道中的细菌和不同的神经系统疾病之间有多种联系，但是没有任何令人信服的解释来说明它们之间的联系。我们发现白细胞被肠道细菌修饰，然后带来这些信息进入大脑。这可能是我们的肠道微生物组影响大脑的途径。”
综上所述，这些结果有助于人们日益认识到免疫细胞在大脑中的作用，并为它在一系列神经系统疾病中的作用提供了新的见解。