揭示大腦第一道防線的新細(xì)節(jié)

2022-05-23 14:18

隨著一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，我們?cè)趯?duì)大腦的了解取得了重大進(jìn)展。盡管如此，我們也僅僅是剛剛開(kāi)始了解這個(gè)令人驚嘆的復(fù)雜器官是如何工作的。

九州大學(xué)5月20日消息

九州大學(xué)（Kyushu University）藥學(xué)院的研究人員對(duì)這一令人困惑的謎題進(jìn)行了更深入的研究，他們前所未有地詳細(xì)分析了構(gòu)建大腦免疫系統(tǒng)的一組細(xì)胞的發(fā)育和基因概況。

他們發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上的新見(jiàn)解，可能為更好地理解阿爾茨海默病和多發(fā)性硬化癥等主要大腦相關(guān)疾病的起源和機(jī)制鋪平道路。

研究于2022年4月20日發(fā)表在《Nature》（最新影響因子：49．962）雜志上

“許多人都熟悉神經(jīng)元如何連接在一起，神經(jīng)元在大腦中發(fā)送信號(hào)，但也有血管為大腦提供氧氣，膠質(zhì)細(xì)胞作為大腦的支持網(wǎng)絡(luò)和免疫系統(tǒng)，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的 Takahiro Masuda 解釋說(shuō)，“事實(shí)上，即使是最大化的估計(jì)也表明，我們大腦中只有大約一半的細(xì)胞是神經(jīng)元，所以研究其他細(xì)胞對(duì)揭示大腦如何工作同樣至關(guān)重要。”

考慮到這一點(diǎn)，研究小組一直專注于一系列被稱為“中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)巨噬細(xì)胞”（central nervous system associated macrophages）的細(xì)胞，這是一種保護(hù)大腦免受感染的免疫細(xì)胞。這些巨噬細(xì)胞被認(rèn)為參與了幾乎所有已知的神經(jīng)退行性疾病，因?yàn)樗鼈冏鳛榇竽X的免疫細(xì)胞的關(guān)鍵作用。

多年來(lái)，研究表明存在許多不同種類(lèi)的這些細(xì)胞。在這項(xiàng)研究中，研究小組對(duì)血管周?chē)木奘杉?xì)胞和位于腦膜（大腦周?chē)膶樱┲械木奘杉?xì)胞分別稱為“血管周?chē)奘杉?xì)胞”和“腦膜巨噬細(xì)胞”特別感興趣。

大腦中中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)巨噬細(xì)胞的圖像。圍繞大腦靜脈（灰色）的血管周?chē)奘杉?xì)胞（橙色）。小膠質(zhì)細(xì)胞（綠色）與大腦免疫系統(tǒng)的其他細(xì)胞一樣占據(jù)周?chē)臻g

“直到現(xiàn)在，這些細(xì)胞還沒(méi)有與其他免疫細(xì)胞區(qū)分開(kāi)來(lái)，而且這些關(guān)鍵細(xì)胞如何以及在何處發(fā)育的研究還很不足，” Masuda 繼續(xù)說(shuō)道，“因此，我們研究了這些細(xì)胞的基本特征，例如如何將它們與大腦中的其他細(xì)胞區(qū)分開(kāi)來(lái)，它們的確切位置，它們?nèi)绾伟l(fā)育，它們表達(dá)什么樣的基因，以及它們?nèi)绾闻c其他細(xì)胞相互作用。”

這些巨噬細(xì)胞與大腦中稱為小膠質(zhì)細(xì)胞的其他免疫細(xì)胞一起，起源于胚胎外部稱為“卵黃囊”的區(qū)域。隨著生物體的發(fā)育，細(xì)胞從卵黃囊遷移到大腦。使用一種稱為“命運(yùn)映射”（fate－mapping）的技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)精確地追蹤了這些細(xì)胞最終的位置，并辨別是什么導(dǎo)致它們成為血管周?chē)奘杉?xì)胞和腦膜巨噬細(xì)胞。

“我們發(fā)現(xiàn)腦膜巨噬細(xì)胞的發(fā)育方式與其他小膠質(zhì)細(xì)胞相同，并且是在妊娠期間形成的。另一方面，血管周?chē)奘杉?xì)胞實(shí)際上是在出生后開(kāi)始形成的，并且起源于腦膜巨噬細(xì)胞。這是非常出乎意料的，” Masuda 說(shuō)。