感染

除了防止感染,免疫系统还能影响大脑,防止动物主动“作死”?

作者:佚名 来源:生物谷 日期:2020-10-03
导读

         众所周知,免疫系统在为我们抵御外来的细菌、病毒等病原体时发挥着重要作用,同时也是体内识别和清除死亡细胞、癌变细胞等垃圾的主要力量。然而,免疫系统似乎还不只有这些传统功能。 根据《自然》子刊Nature Immunology近日发表的一项研究,免疫系统的某些要素还参与了大脑的认知功能,影响着动物的行为。科学家们通过小鼠实验表明,分布在大脑周围的一组免疫细胞会向脑中的神经细胞释放信号分子,使动物保持

关键字:  免疫系统 

        众所周知,免疫系统在为我们抵御外来的细菌、病毒等病原体时发挥着重要作用,同时也是体内识别和清除死亡细胞、癌变细胞等“垃圾”的主要力量。然而,免疫系统似乎还不只有这些“传统功能”。

        根据《自然》子刊Nature Immunology近日发表的一项研究,免疫系统的某些要素还参与了大脑的认知功能,影响着动物的行为。科学家们通过小鼠实验表明,分布在大脑周围的一组免疫细胞会向脑中的神经细胞释放信号分子,使动物保持必要的焦虑;当缺少这种免疫信号时,动物表现出了异常的“无所畏惧”。

        这项研究由华盛顿大学圣路易斯分校(WUSTL)的Jonathan Kipnis教授领衔,研究团队首先采用质谱细胞分析等技术,分析小鼠的脑膜(meninges)中有些什么免疫细胞。

        研究人员把脑膜比作“大脑的皮肤”,它由三层海绵状的保护膜组成,包围在大脑和脊髓外,将神经组织与身体其他部位隔开。

        他们发现,脑膜中有一群被称为γδT细胞的特殊免疫细胞,会产生白细胞介素IL-17。一般来说,这种细胞因子在体内其他地方会通过激活和引导免疫细胞,来协调对感染的免疫反应。然而,研究人员发现,没有发生感染时,脑膜中的γδT细胞也在持续产生IL-17。

        那么,这些免疫信号会对大脑有什么影响?为了探索这个问题,研究人员采用基因敲除或在脑脊液中注射抗体等多种方法,让一部分小鼠缺少γδT细胞或降低IL-17的表达,然后将它们和其他免疫正常的同伴进行比较。

        有趣的是,这些小鼠在记忆力、社交行为、觅食、情绪等各方面的测试中都表现正常,唯有焦虑状行为有所改变。

        对于小鼠来说,野外空旷的地方会使它们暴露在天敌眼前,因此它们对开放空间会有一定的恐惧。在模拟这种场景的测试中,正常的小鼠会选择靠边站或躲在阴影中,以求安全。然而,没有γδT细胞或IL-17水平很低的小鼠,却会大无畏地在明亮、开阔的区域长时间逗留。研究人员指出,这种表现说明小鼠的警觉性下降,焦虑程度减轻。

        此外,科学家在小鼠的大脑皮层中发现,神经细胞的表面有对IL-17作出反应的受体。如果去除那些受体,神经细胞无法检测到IL-17,同样会造成小鼠的警觉性降低。

        研究人员分析说,这些发现表明,动物行为的改变并不是免疫系统影响大脑的一种副产品,而是免疫-神经相互沟通的重要组成。“通过提高警觉,动物可以避免在虚弱的状态下进一步被感染或被捕食,从而有助于存活。”这项研究的主要作者Alves de Lima博士说。

        研究人员也通过尸检在人类的脑膜中发现了γδT细胞的存在,他们表示下一步将继续探索IL-17过多或过少是否与人类的焦虑、抑郁情绪有关系。Alves de Lima 博士说:“将来,我们或许还可以通过抗IL-17来治疗人类的情绪障碍。”

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