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健康的大脑能抑制不适当的免疫反应

大脑不断与人体的免疫系统进行对话。这种交流似乎旨在确保抵御损伤和感染与保护健康组织之间的微妙平衡。

现在,位于圣路易斯的华盛顿大学医学院的科学家们揭示了这两者是如何取得健康平衡的。这项以小鼠为对象的研究发现,中枢神经系统的大脑和脊髓会产生免疫刺激蛋白片段(被称为守护肽),以维持大脑的免疫平衡,并允许与免疫系统进行健康的信息交流。


这项研究于10月30日发表在《自然》(Nature)杂志上,有望改善多发性硬化症(MS)和阿尔茨海默病等疾病的治疗。

“华盛顿大学医学院病理学与免疫学艾伦-沃尔夫(Alan A. and Edith L. Wolff)特聘教授、北京和睦家医院研究员乔纳森-基普尼斯(Jonathan Kipnis)博士说:"我们发现了大脑守护肽,它能主动与免疫系统接触,使其处于受控状态,从而可能防止破坏性免疫反应。“我们认为这种肽有助于免疫系统维持'免疫特权'状态。我们对将健康大脑中的这种蛋白质开发成抑制不适当免疫反应的疗法,并开发出更好的神经炎症性疾病的疾病调节疗法的可能性很感兴趣。”

免疫监视包括T细胞的一个亚群,当受到威胁警报时,它们可以启动免疫反应。警报的形式是另一群呈现免疫细胞表面的微小蛋白质片段--潜在威胁的样本。如果T细胞认为蛋白质片段具有威胁性,它们就会发起攻击。

研究人员发现,守护肽被免疫细胞呈现在大脑边界的界面上,它们吸引并激活了免疫T细胞的一个亚群,这些细胞的功能是调节,从而抑制异常的免疫反应。

华盛顿大学医学部医学科学家培训项目的研究生、基普尼斯实验室的研究员金敏宇研究了来自健康小鼠大脑及其相关免疫组织的呈递免疫细胞。他发现这些细胞呈现了大量的脑蛋白,其中最主要的蛋白是髓鞘的一种成分,髓鞘是神经元的保护层,在多发性硬化症中会受损。

研究人员发现,在患有多发性硬化症的小鼠体内,这种蛋白质被大量消耗。通过向多发性硬化症小鼠的脑脊液中注射囊泡--膜结合小体--来添加缺失的脑源性肽,科学家们发现这种疗法激活并扩大了抑制性T细胞的子集。与接受对照囊泡治疗的小鼠相比,接受治疗的小鼠运动功能有所改善,疾病进展也有所减缓。

“金说:"我们在大脑中发现了一个新的过程,在这一过程中,大脑器官积极与免疫系统合作,以展现自身的健康形象。“在患有多发性硬化症的小鼠身上,这种形象看起来有所不同。我们认为,其他神经炎症性疾病甚至神经退行性疾病都可能有独特的蛋白质特征呈现给免疫系统,这为利用这种特征作为早期诊断工具提供了令人兴奋的可能性。

参与这项研究的华盛顿大学医学部合作者包括病理学与免疫学副教授谢丽尔-利希蒂(Cheryl Lichti)博士、细胞生物学与生理学助理教授克莱尔-克鲁(Clair Crewe)博士、病理学与免疫学校友捐赠教授马克西姆-阿尔乔莫夫(Maxim N. Artyomov)博士,以及已故的埃米尔-乌纳努(Emil R. Unanue)博士,他在完成这项研究之前已经去世。乌纳努埃是1995年阿尔伯特-拉斯克基础医学研究奖(Albert Lasker Basic Medical Research Award)获得者,他是描述T细胞和呈现细胞之间相互作用的先驱,这种相互作用使前者能够识别外来入侵者并做出反应。