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研究表明头骨是大脑免疫的意外来源

免疫系统是大脑最好的敌人。它可以保护大脑免受感染并帮助受伤的组织愈合,但它也会引起自身免疫性疾病并引发导致神经的炎症。

两项针对小鼠的新研究表明,免疫系统与大脑之间关系的双重性质可能归结为在脑膜、围绕大脑和脊髓的组织中巡逻的免疫细胞的起源。在 6 月 3 日发表在《科学》杂志上的补充研究中,圣路易斯华盛顿大学医学院的两个研究小组出人意料地发现脑膜中的许多免疫细胞来自颅骨中的骨髓,并通过特殊的迁移到大脑。经脉不经血。

这些颅骨衍生的免疫细胞是维和者,致力于维持健康的现状。似乎是麻烦制造者的其他免疫细胞,即来自血液的免疫细胞。它们带有遗传特征,表明它们可能促进自身免疫和炎症,并且随着衰老或在疾病或受伤的情况下变得更加丰富。综上所述,这些发现揭示了大脑和免疫系统之间联系的一个关键方面,可以让我们了解各种脑部疾病。

“我们的知识存在这种差距,几乎适用于所有神经系统疾病:神经 COVID、阿尔茨海默病、多发性硬化症、脑损伤,等等,”艾伦·A 和伊迪丝的 Jonathan Kipnis 博士说L. Wolff 病理学和免疫学特聘教授和 BJC 研究员。Kipnis 是其中一篇论文的资深作者。“我们知道免疫细胞与神经系统疾病有关,但它们来自哪里?我们发现,这些细胞有一个以前没有被描述过的新来源。”

今年早些时候,Kipnis 表明驻扎在脑膜中的免疫细胞密切关注大脑。作为这些新研究的一部分,Kipnis 和 Marco Colonna 医学博士、病理学教授 Robert Rock Belliveau 医学博士和另一篇论文的资深作者,独立启动了寻找此类细胞来源的项目。Kipnis 专注于免疫系统的先天臂,而科隆纳则专注于适应性臂。先天免疫细胞负责炎症,这有助于抵御感染和治愈损伤,但也会损伤组织并导致退行性疾病,如阿尔茨海默氏症和帕金森氏病。适应性免疫细胞能够专门针对病毒和肿瘤等不受欢迎的细胞,但它们也可能错误地锁定身体自身的健康组织,导致自身免疫性疾病,如多发性硬化症。

Colonna 及其同事——包括共同第一作者、博士后研究员 Simone Brioschi 博士、博士后研究员王伟乐博士和研究生 Vincent Peng——追踪了 B 细胞的发育,适应性免疫系统中产生抗体的成员。他们发现脑膜中的大多数 B 细胞在颅骨骨髓中出现并成熟。随着 B 细胞的成熟,它们必须学会区分来自身体的正常蛋白质,它们不构成威胁,以及发出感染或疾病信号并需要反应的外来蛋白质。对于注定要在中枢神经系统边界巡逻的 B 细胞,头骨是进行这种教育的方便场所。

“颅骨骨髓中的 B 细胞与中枢神经系统接触,并受中枢神经系统的教育,”科隆纳说,他也是一名医学教授。“如果它们被释放到血液中就不会发生这种情况。因为它们直接与大脑接触,所以它们学会了对大脑蛋白质的耐受性。”

除了来自颅骨的耐受性 B 细胞外,研究人员还发现了一群从血液进入脑膜的 B 细胞。这些血液来源的 B 细胞没有经过训练而忽略正常的中枢神经系统蛋白质。科隆纳说,其中一些细胞可能会错误地将无害的中枢神经系统蛋白质识别为外来物并产生针对它们的抗体。此外,这些血源性 B 细胞的数量随着年龄的增长而增加,这为为什么老年人患神经免疫疾病的风险更高提供了线索。

与此同时,Kipnis 的团队——由研究生Andrea Cugurra、医学博士 Tornike Mamuladze 和博士后研究员 Justin Rustenhoven 博士领导——正在寻找脑膜髓样细胞的来源,一组先天免疫细胞。他们发现骨髓细胞出现在颅骨和脊椎的骨髓中,并通过骨骼的直接通道进入脑膜。

使用多发性硬化症和脑和脊髓损伤的小鼠模型,Kipnis 及其同事发现,髓样细胞会涌入大脑和脊髓以应对损伤或疾病。大多数进入细胞来自脑膜中的骨髓细胞常驻群体。这些偏向于调节和调节免疫反应。但是一些骨髓细胞来自血液,这些细胞更具炎症性,如果控制不当会造成损害。

“了解这些细胞的来源以及它们的行为方式是了解神经免疫相互作用的基本机制的关键部分,因此我们可以为与炎症相关的神经系统疾病设计新的治疗方法,”Kipnis 说。神经外科、神经病学和神经科学。“这些细胞在颅骨中的位置使它们相对容易接近,并开辟了设计疗法以改变这些细胞的行为和治疗神经免疫疾病的可能性。”

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