大脑和免疫系统紧密联系

2019年04月05日 来源:

T细胞存在于动脉和静脉中 ,这证实了大脑确切拥有一套与外部免疫系统直接连接的淋巴系统。

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古埃及人制作木乃伊时,他们将大脑从鼻孔中挖出,并丢掉,而其他组织器官则被保留、埋葬起来。他们认为大脑和肉体是分离的,对来世今生都没有必要。当然终究,医师和科学家发现我们头盖骨下三磅重并且相互纠缠的神经细胞却起了关键作用。至今大脑依然常常被视为身体以外的部份;一个神经生物意义上奇怪的物资在后方处理个体生理现象和病理问题,主导我们的身体和意志。

或许普遍来讲,联系身体和大脑的就是免疫系统。一旦遇到外来细菌、病毒、肿瘤和移植组织,身体的免疫系统便被唤醒:白细胞吞噬入侵的病原体,冲进受损细胞;抗体紧随着破坏外来物。而大脑内部除外。由于大脑太容易受到伤害,没法控制处于抗炎防卫细胞的攻击,所以大脑需要被保护,免受免疫系统的冲击。但是这个月的研究报告提出了一个大脑与免疫系统之间未知的联系,另外,一个快速发展的研究表明大脑和身体之间的关联比我们所想的更紧密。新研究对我们理解和医治大脑功能紊乱也有着深远的意义。

早在1921年科学家就发现大脑在免疫学意义上与众不同。通常外在组织移植到身体其他部份都会有免疫反应;组织移植到中枢神经系统引发的免疫反应相对较轻。由于血脑屏障——细胞群紧凑联接成的大脑血管,传送营养,且更重要的是可同时阻挡细菌、病毒等入侵物——大脑长时间被视为具有“免疫特权”,即是说大脑可忍受外来病原体和组织的入侵。中枢神经系统和外周免疫系统很不一样,前者使用其本身较温和的免疫系统。

大脑的特权是由于其缺少淋巴排毒。淋巴系统是我们身体第三大,也是不被注意的血管,其他两大血管是动脉和静脉。淋巴管返回细胞内液至血流中,同时定期在血管路的淋巴结内储藏免疫细胞。大体上,体内的抗原——即病原体或我们免疫系统认为有潜伏危险的外来组织份子——将激活白细胞,在我们的淋巴结上引发免疫反应。但科学家认为大脑由于缺少淋巴路并不会产生这个反应,这也是为何新研究也标志了大家了解大脑和免疫系统之间相互作用的一个转变。

论文作者弗吉尼亚大学(University of Virginia)神经科学教授乔纳森·基普尼博士(Dr. Jonathan Kipnis)和他的团队主要以老鼠为实验对象,鉴定了之前研究中未被发现的脑膜(环绕大脑和脊髓的薄膜)内淋巴管路,使得血液和免疫细胞从脑脊髓液运送至颈部的淋巴结群,和深处的颈部淋巴结。基普尼和他的同事们先前已发现脑膜内的T细胞,即白细胞中的一种,会对认知产生重要影响,因此他们很想知道脑膜免疫在大脑中的作用。基普尼团队将老鼠的脑膜切片后并按序排布,观测神经影象,他们发现T细胞存在于动脉和静脉中 ,证实了大脑确切拥有与外部免疫系统连接的淋巴系统。“我们发现这些血管完全出于偶然。”基普尼评论道。

新研究发现的血管——同时也在人体内被鉴别到——可以解释病理生理学中不同的难题,即免疫系统如何影响神经类疾病和精神疾病。“现在推测还早了点,”基普尼说道,“但我觉得这些血管中的变化也许会影响某些以免疫为主的神经疾病的发展,例如多发性硬化症、自闭症和阿兹海默病(老年痴呆症)。”

例如多发性硬化症,少在某些病例中是由于中枢神经系统和脑脊髓液受到感染,自身免疫活动对此做出反应。也许有传染性的抗原通过脑膜淋巴管到达颈部淋巴结,刺激引发多发性硬化症症状的免疫反应。阿兹海默病是由于脑内淀粉样蛋白的积累和传输。或许可以说淀粉样蛋白并没有通过这些淋巴管被适当清除,或许通过某种方式改进淀粉样蛋白的扩大可以帮助大脑摆脱病理性蛋白质。

基普尼团队在他们近期的研究中发现,中枢神经系统的破坏会导致深处颈部淋巴结中T细胞的强烈反应。基普尼料想受损的中枢神经系统或许会释放一些化合物,并通过淋巴管传输到深处颈部淋巴结,而淋巴管则是刺激免疫系统反应的地方。在另一种神经调控下也许会产生类似的情况;从中枢神经系统到免疫系统的进程中,排放过多或过少都可能引发脑部疾病。若是如此,基普尼觉得把血管和药物、基因操作、手术结合起来研究会成为医治手段上的一大突破。

未参与此项研究的宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)神经学教授何塞普·达尔毛博士(sep Dalmau)赞成这个新发现可以帮助解释影响大脑的自体免疫病症的起因、养护、或许还包括恶化;并且由于这项新的研究结果,教科书上也需要相应的改动“愈来愈清楚的是,中枢神经系统属于不同的免疫系统,而非享有免疫特权。”他说道。

很早我们就清楚大脑和免疫系统之间存在某种联系。适合烂在心里2十世纪三十年代,研究人员就发现精神分裂症中存在反常的免疫活动,并且许多精神和神经疾病被认为与免疫相干。但是基普尼团队肯定了实际解剖学上的结构,更说明大脑和身体是密切相关的,而且大脑屏障并不是我们所想的那样固若金汤。

关于作者

布雷特·斯特卡是《医景》(Medscape,WebMD的子公司)主编,健康、科学和食品兼职作家。2015年他拿到弗吉尼亚大学医学博士学位,并且曾给《连线》(Wired)、《岩石》(Slate)和《美国版大众机械杂志》(Popular Mechanics)撰写关于大脑和基因组学相关文章。Twitter@BretStetka。

你是一个专注于神经科学、认知科学、或者心理学的科学家吗?你读过近期同行评审的文章吗?请将你的意见寄给Mind Matters加雷斯·库克(Gareth Cook)。加雷斯是普利策(Pulitzer)获奖,是美国信息图(BestAmer只能任由回忆填充空虚的情怀ican Infographics)系列。联系方式:garethideas@她使出的力气拼命朝身旁儿子的小手咬了上去,Twitter:@garethideas

翻译:焦亦卉 审校:梁锘

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